Agricultural Informatics 2010

Agricultural Informatics 2010 Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences From Research to Practice Workshop 16-17 September 2010 Budapest Hungary

and

Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development 8 -9 September 2010 Debrecen Hungary

CONFERENCE PROCEEDINGS Edited by Alexander B. SIDERIDIS, Miklós HERDON, László VÁRALLYAI

HAAI

“Dissemination of research result on innovative information technologies in agriculture” The project is financed by the European Union, with the co-financing of the European Social Fund.

Agricultural Informatics 2010 Agrárinformatika 2010 Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development and Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences From Research to Practice Workshop

PROCEEDINGS KONFERENCIA KIADVÁNY

Edited by Alexander B. SIDERIDIS Miklós HERDON László VÁRALLYAI

I

ISBN 978-963-87366-3-5 (printed) ISBN 978-963-87366-4-2 (electronic) First printing, October 2010 Publisher: Hungarian Association of Agricultural Informatics  Hungarian Association of Agricultural Informatics, H-4032 Debrecen, Böszörményi út 132., Hungary All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, digital recording or otherwise, without permission in writing from the copyright holders. These proceedings were reproduced using the manuscripts supplied by the authors of the different papers. The manuscripts have been typed according to the Editorial Instructions for Papers to be presented at the Agricultural Informatics 2010 Conference and Organic.Edunet Conference Workshop. The editors.

II

Preface These proceedings contain publications of lectures which were given on the HAAI&EFITA workshop of the Organic.Edunet conference held in Budapest and on the Summer University and Conference on Agricultural Informatics which took place in Debrecen, Hungary. These events provided forums for agriculture related professionals, professors, lecturers and PhD students to exchange information on education, research, applications and developments of Information Technologies in Agriculture and related sciences. The papers cover a wide spectrum of topics. They include new applications of innovative technologies and entrepreneurial applications of emerging technologies, in addition to issues related to policy and knowledge dissemination. The Hungarian Association of Agricultural Informatics executes the project titled "The dissemination of research result on innovative information technologies in agriculture" as a part of the Social Renewal Operational Program, New Hungary Development Plan. This project supported these conferences. Information and communication technologies play more and more important role in agriculture, food and the environment. The European Federation for Information Technology in Agriculture, Food and the Environment and its national organisations play an important role in dissemination of ICT knowledge on European and national levels. We hope that these proceedings will contribute to the exchange of knowledge and they will increase the quality of research and applications in the field of Information Technology in Agriculture. Editors. Prof. Dr. Alexander B. Sideridis President of the Hellenic Scientific Council for the Information Society President of EFITA Director of Informatics Laboratory at Agricultural University of Athena

Dr. Miklós Herdon President of the Hungarian Association of Agricultural Informatics Head of the Institute of Economic Analysis Methodology and Applied Informatics, Faculty of Applied Economics and Rural Development University of Debrecen

Dr. László Várallyai Associate professor, Faculty of Applied Economics and Rural Development University of Debrecen

III

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences From research to practice Workshop Organised by Hungarian Association of Agriculture Informatics and European Federation for Information Technology in Agriculture, Food and the Environment together with the Organic.Edunet European Conference on “IT-Enhanced Organic, Agro-Ecological, and Environmental Education” http://conference.organic-edunet.eu September 16-17. 2010, Budapest, Hungary

Session Facilitators: Miklós Herdon (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen) Tünde Rózsa (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen) Róbert Szilágyi (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen)

Affiliation: Hungarian Association of Agricultural Informatics (HAAI)

Scientific Committee: Miklós Herdon (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen) Károly Szenteleki (Corvinus University of Budapest) Róbert Szilágyi (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen) Alexander Sideridis (Agricultural University of Athens, EFITA)

Topics:              

Agricultural Informatics Education/Training Information Systems Mobile Internet Applications Information and Communication Technologies E-Learning Food Security, Tracking and Tracing Web Services, Portals and Internet Applications Wireless and Sensor Networks Decision Support Systems Modelling and Simulation GIS / Remote Sensing Precision Agriculture IT and Innovation in the Agricultural Sector e-Agricultural Administration/e-Government

IV

Agricultural Informatics 2010 Summer University on Information Technology in Agriculture and Rural Development 8 -9. September, 2010 University of Debrecen Centre for Agricultural Science and Engineering Faculty of Applied Economics Rural Development H-4032 Debrecen, Böszörményi str. 138.

Organizers/Szervezők UD - University of Debrecen, Faculty of Applied Economics and Rural Development HAAI - Hungarian Association of Agricultural Informatics EFITA - European Federation for Information Technology in Agriculture, Food and the Environment

Program Committee/Program Bizottság chair: members:

Miklós Herdon (Hungarian Association of Agricultural Informatics, University of Debrecen) Christos Batzios (Aristotle University of Thessaloniki) Zeynel Cebeci (Çukurova University) Béla Csukás (Kaposvár University) Liviu Gaceu (Transilvania University of Brasov) Zdenek Havlicek (Czech University of Life Sciences Prague) Ian Houseman (EFITA) István Kapronczai (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Árpád Endre Kovács (Szent István University) Éva Laczka (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Elemérné Nagy (University of Szeged) Sándor Nagy (University of Pannonia) István Nattán (Hungarian Association of Agricultural Informatics) András Nábrádi (University of Debrecen) László Pitlik (Szent István University) Kálmán Rajkai (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Károly Szenteleki (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Róbert Szilágyi (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Tünde Rózsa (Hungarian Association of Agricultural Informatics) Tamás Tomor (Károly Róbert College) Stergios Tzortzios (University of Thessaly) Péter Varga (Hungarian Association of Agricultural Informatics) László Várallyai (University of Debrecen)

V

Table of contents English language papers From phenology models to risk indicator analysis Márta Ladány, Szilvia Persely, József Nyéki, Zoltán Szabó ..................................................... 1 Methods for usability of point samples of the soil protection information and monitoring system László Várallyai, Béla Kovács, Gergely Ráthonyi .................................................................. 10 Information flow in agriculture - through new channels for improved effectiveness Mihály Csótó ........................................................................................................................... 18 Dissemination of ICT research results in agriculture Miklós Herdon, Tünde Rózsa .................................................................................................. 28 Portal for knowledge of agricultural informatics Róbert Szilágyi, Péter Lengyel, Miklós Herdon ...................................................................... 37 MBA in agribusiness – The role of e-learning Zsolt Csapó, László Kárpáti, László Kozár, András Nábrádi................................................. 43 ICT and farmers: lessons learned and future developments Alexander B. Sideridis, Maria Koukouli, Eleni Antonopoulou ............................................... 48 Requirements for competence modeling in professional learning: experience from the water sector Charalampos Thanopoulos, Christian M. Stracke, Éva Rátky, Cleo Sgouropoulou .............. 56 Online educational repositories for promoting agricultural knowledge C.I. Costopouloul, M.S. Ntaliani, M.T. Maliappis, R. Georgiades, A. B. Sideridis ................ 72 Training resources and e-Government services for rural SMEs: the rural inclusion platform Pantelis Karamolegkos, Axel Maroudas, Nikos Manouselis .................................................. 79 Case study of a web portal for agricultural professionals Madalina Ungur, Axel Maroudas, .......................................................................................... 87 Sector spanning agrifood process transparency with direct computer mapping Mónika Varga, Sándor Balogh, Béla Csukás .......................................................................... 96 Using possibilities of GIS in tourism Gergely Ráthonyi................................................................................................................... 107 E-Learning possibilities in agriculture and agricultural education László Várallyai, Miklós Herdon .......................................................................................... 113 A mobile agricultural information system: enabling advanced information flow and decision making in modern farms Matija Kopic .......................................................................................................................... 118 How barley growing conditions and its output change in Hungary Aliz Novák, Éva Erdélyi ........................................................................................................ 120 Agile software development Boglárka Kupai ..................................................................................................................... 128

VI

Hungarian language papers

E-Magyarország program Cseterki Imre ......................................................................................................................... 136 Mezőgazdasági elemi károk becslése a meteorológiai és tesztüzemi adatok összekapcsolásával Kemény Gábor....................................................................................................................... 140 Pénzügyi tervek valóságtartamának vizsgálata FADN adatok alapján Keszthelyi Szilárd, Pesti Csaba ............................................................................................. 150 Az e-Learning bevezetésének tapasztalatai az MGSZH-ban - egy pilot eredményei Vörös Zsuzsanna, Lukácsné Veres Edina.............................................................................. 156 Klímaváltozás hatásai fenológiai folyamatokra Dede Lilla .............................................................................................................................. 174 Klímaváltozás hatása a szezonális dinamikai folyamatokra és aszpektualitásra Eppich Boglárka .................................................................................................................... 183 Internetes adatbázis kezelő rendszer készítése PHP és MySQL felhasználásával Fikó Zoltán ............................................................................................................................ 193 Cönológiai hasonlósági mintázatok indikációs ereje genuszszintű taxonlisták és gyakorisági eloszlások alapján Gergócs Veronika, Hufnagel Levente, Podani János. .......................................................... 200 Mozgóképi adatállományok szerepe a mezőgazdaság oktatásban Marján Ákos Péter ................................................................................................................ 208 Mezőgazdasági szaktanácsadás on-line támogatással – on-line benchmarking tesztüzemi adatok alapján Sápi András ........................................................................................................................... 215 Műholdfelvételek nyilvántartó rendszerének fejlesztése Soós László ............................................................................................................................ 220 Térinformatikai vizsgálatok a vidéki természeti erőforrások védelme érdekében Szabó Zsuzsanna ................................................................................................................... 229 Az Észak-Alföldi régió kis és középvállalkozásainak digitális üzleti kommunikációjának helyzete 2010-ben Péntek Ádám .......................................................................................................................... 235 Korszerű informatikai megoldások a növénytermesztésben Cseh András .......................................................................................................................... 242 A magyarországi szélessávú infrastruktúra hatáselemzése az NRI alapján Botos Szilvia .......................................................................................................................... 251 Adatvédelem az ügyfélkapcsolat menedzsmentben Kaderják Gyula, Herdon Miklós ........................................................................................... 260 E-learning lehetőségek az agrár-felsőoktatásban Lengyel Péter......................................................................................................................... 267

VII

E-learning és buktatói Bakó Mária ............................................................................................................................ 274 Magyarország e-közigazgatásának jellemzői és problémái az agrárgazdasági vonatkozásban Bokor Judit ............................................................................................................................ 281 A dunai fitoplankton diverzitás és szezonális dinamikájának elemzése 24 év adatai Verasztó Csaba ...................................................................................................................... 288 Az almatermesztés környezeti feltételeinek jövőbeni alakulása Lakos János, Erdélyi Éva ...................................................................................................... 296 Környezeti feltételek vizsgálata alapján a biológiai védekezés hatékonyabbá tehető Búza Katalin, Erdélyi Éva ..................................................................................................... 302 A fenntartható szántóföldi növénytermesztés megalapozása – a modellezés, egy mezőgazdasági üzem tervezési eszközei között lehet Olasz Zsófia, Erdélyi Éva, Boksai Daniella .......................................................................... 308 A talaj vízáramlás mérésének módszerei és szimulációjának tapasztalatai Szondi Zoltán, Erdélyi Éva, Fodor Nándor........................................................................... 315

VIII

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary

From phenology models to risk indicator analysis 1

2

3

Márta Ladányi , Szilvia Persely , József Nyéki , Zoltán Szabó

4

Abstract. In this paper we outline a phenology model which can estimate budbreak and full bloom start dates of sour cherry quite accurately, considering the effective heat sums. With the help of RegCM3.1 outputs we apply the model to learn the possible trends of the phenology timing in the middle of the 21st century which indicates a shift of 12-13 days earlier for budbreak and 6-7 days earlier for full bloom because of warmer conditions. For the climatic characterization of sour cherry bloom period in between 1984-2010 and for the description of the expected changes in this very sensitive period of sour cherry with respect to the time slice 2021-2050, we introduce some climatic indicators as artificial weather parameters. We survey the changes of the indicators in the examined period (1984-2010) and, regarding the full bloom start model results, we formulate the expectations for the future and make comparisons. Keywords: phenology model, weather indicator, climate change, climate model, sour cherry

1. Introduction The closing decades of the 20th century and the early years of the present century in Hungary were unusually warm with several extreme events (droughts, storms, hails, frosts, floods etc.). Living systems have their own capacity and speed of adaptation to the particular changes they face in their environment. In case the changes are small and occur slowly enough, the success of adaptation is almost sure. Estimations of warming by about 2-3°C or more in a century or more may seem to be not too much, however, a change of this speed can be too fast to keep up with (Houghton, 2009). Of course, estimations regarding the near or far future are companied with considerable uncertainties which are caused by imperfect knowledge of way and scale of climate change and its direct and indirect impacts. However, modeling and simulating climate change impacts has of great importance for having a sight of the possible future in order to be able to prepare. In this work we focus on a method with which we can characterize the expected changes of a very sensitive period of sour cherry, namely bloom and ten days before. First we introduce a phenology model to estimate the starting dates of budbreak and full bloom. To learn the characteristics and the way of change of the early vegetation period of sour cherry is very important because the success of production together with the one of plant protection and technology techniques scheduling is depending mainly on phenological information. Moreover, several risk factors such as frost, infection, insufficient pollination etc. can be traced back to the connection of weather and phenological timing. This kind of research is of even greater importance nowadays when usual phenological timing is changing because of climate change. The model is based on the effective heat sums calculated from historical data referring to 1984-2010 and it was calibrated and validated for the most important three sour cherry varieties in Hungary, grown at Újfehértó (’Újfehértói fürtös’, ’Kántorjánosi’ and ’Debreceni bőtermő’). 1

Márta Ladányi Corvinus Unversity of Budapest, H-1118 Budapest, Villányi út 29., Hungary [email protected] 2 , 3, 4 Szilvia Persely, József Nyéki, Zoltán Szabó Institute for Extension and Development, University of Debrecen, H-4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] [email protected] [email protected]

1


Having a model in hand which allows relatively well-reliable estimations for the starting dates of budbreak and full bloom, we can go on with asking what predictions can be made if we change historical weather data to those of regional climate model outputs. Keeping in mind that the model was calibrated for past and present observed and well-detected circumstances and there is some uncertainty if it is suitable to apply for future estimations, we make an attempt. The basis of our hope not to err too much is that the temporal distance of calibration and application time slices is not too long and that regionally downscaled ocean-surface climate change models of our days are giving quite adequate estimations for the near future. Analyzing the output of the phenology model run with regional climate model estimations we can learn the expected phenological shift in the future which can be considered as the response of the plant to its changing climate. Going back to our point, in order to learn the climatic characteristics of sour cherry bloom, we introduce climatic indicators. Climatic indicators are artificial parameters in the form of functions of simple weather parameters (temperature, precipitation etc.). The reason of using climatic indicators is the fact that the responses of the plants to climate change can be formulated as to be tightly correlated with the changes of the values of suitable weather indicators. Climatic indicators, therefore, are easy to be related to different kinds of risk. If we analyze the values and distribution of indicators in time and space, they may signalize the risk of several types. Thus, the analysis of climatic indicators may serve the analysis of climate change impact. For that purpose, data of seven indicators have been traced in bloom and pre-bloom period: • the number of frosty days, • the absolute minimum temperature (°C), • the mean of minimum temperatures (°C), • the number of days when daily means are above 10°C, • the mean of maximum temperatures (°C), • the number of days without precipitation, • the number of days when precipitation is more than 5 mm. We examine the changes of the above indicators in the examined period (1984-2010). As a next step, we take the observed starting and ending dates of bloom in time interval 1984-2010, calculate and fix the average endpoints of them (say: base bloom). Supposed that the phenology model predictions of the full bloom starting dates can be applied, according to its prediction we shift the fixed base bloom period. The shifted period can be considered as analogous full bloom period. Then, regarding the time slice 2021-2050 the same seven indicators are calculated for the base bloom period and for the shifted analogous bloom period, together with their 10-day pre-bloom-period, based on the regional climate model output data. The results of the future expectations were compared to the ones of the historical data with ANOVA followed by Dunnett or Games-Howell post hoc tests. It was also tested whether the differences between the predictions for the base bloom and analogous bloom periods are significant or not. Significant differences were detected if p<0.05.

2. Materials and methods 2.1. Model-based estimation of the starting dates of budbreak and full bloom Since the middle of the 18th century several investigations have been made on the relationship of phenology and meteorological conditions (Reaumur, 1735). Experimental and simulation work on tree phenology has provided much information on budbreak and bloom start. The topic has its revival as the

2


need of accurate predictions of phenology has become of great importance due to climate change (Haenninen, 1991, Kramer, 1994, Kramer et al., 1996., Chuine et al., 1998, 1999, Carter et al., 2007). The method of calculating the sum of effective daily mean temperatures as ‘growing degree days’, is based on many experiments that the plants are able to utilize the temperature above a lower and under an upper base temperature after the chilling effect during the dormancy (Spano et al., 2002, Cesaraccio et al., 2004). However, the start and end point of date of dormancy is still hard to define as it is actually a gradually changing state from endodormancy to ectodormancy. The situation is usually interpreted such that after a given date the daily mean temperature above a lower and under an upper base temperature is accumulated up to a certain critical value (Moncur et al., 1989). As the critical value has been reached the model signalizes the budbreak (Carbonneau et al., 1992, Jones, 2003, Jones et al., 2005). The lower and upper base temperatures are regularly determined by optimization while the start of heat accumulation is fixed at a date when the previous vegetation period has been ended and the new has not started yet, in most cases with the first of January (Riou, 1994, Bindi et al., 1997 a,b). This kind of budbreak models can be improved if the chilling effect during the dormancy is also taken into consideration, or, at least the end of endodormancy is estimated. A full bloom model can be connected to a budbreak model with calculating an extra heat sum which follows the budbreak. The lower and upper base temperatures can again be optimized particularly for full bloom. The accumulation of heat sum can be described with several types of functions. The decision is mainly depending on the accuracy and relevancy of data (Oliveira 1998, Riou, 1994), thus the models can be quite different. However, excessively sophisticated models need the estimation of a host of parameters. At the same time, the models can become utterly sensitive and in spite of that they may not come up to the accuracy expected (Riou, 1994, Cortázar-Atauri et al., 2009). As we faced data scarcity problems, our model is a relatively simple one, nevertheless, it is sufficiently accurate and suitable to predict the date of budburst together with full bloom starting dates for the three most important sour cherry varieties grown in Hungary, namely Újfehértói fürtös’ (Uf), ’Kántorjánosi’ (Kj) and ’Debreceni bőtermő’ (Db). Instead of calculating the chilling effect, we have chosen a term which coincides with the end of endodormancy or the beginning of ectodormancy, respectively. For that purpose, a linear accumulation function was applied where the daily mean temperatures above the optimized lower and upper a base temperatures were calculated from an extra optimized parameter, namely the statistically estimated starting date of ectodormancy.

T

For each variety i in year j we calculated the sum of daily mean temperatures ( aver , j ) taken the values over the (optimized) lower and below the (optimized) upper base temperature and cumulated those until the starting date of budbreak or full bloom, respectively. In case of budbreak date calculation the accumulation was started from a parametric term (statistically estimated end of endodormancy), while in case of full bloom starting date estimation the summation was set out at budbreak: bb , i

[( (

)

)]

[ ((

)

)]

GDD = ∑ max min Taver , j , Tubb − Tl bb ;0 bb i, j

start

fb , i

GDD = ∑ max min Taver , j , Tu fb − Tl fb ;0 fb i, j

bb

3


We determined the optimal lower and upper base temperatures separately for the budbreak (

T fb T fb

Tl bb , Tubb )

and full bloom starting dates ( l , u ) by minimization such that the lowest root mean square deviation of the observed and predicted dates (standard error, days), the lowest average absolute and the lowest maximum error of predictions (both measured in days) can be achieved. We computed the mean sum of degree days over the examined years for each variety i, for both budbreak and full bloom modules and designated the critical sums of degree days ( respectively).

GDDibb,crit GDDi ,fbcrit ,

,

The model served for prediction of the dates of budburst and full bloom start. In a year, after the starting date, the daily means of temperatures above the lower base temperature (maximized by the difference of the upper and lower base temperature) are accumulated. If the critical value of the respective variety (

GDDibb,crit

) is reached, the date of budburst is indicated and the accumulation for the full bloom

starts. If the critical value of the respective variety ( is indicated.

GDDi ,fbcrit

) is reached, the starting date of full bloom

The daily meteorological data from 1984 to 2010 were taken from the Institute of Research and Extension Service for Fruit Growing at Újfehértó. The data set was completed with phenology data from the same site. (Budbreak dates were available for time interval 1984-1991, only.) The agroclimatological station is located at the experimental site Újfehértó. The site is one of the most important areas of sour cherry production of Hungary in the region of Nyírség. The region belongs to the continental climatic zone with some Mediterranean and oceanic effects. 1986 was outstandingly hot during the spring and summer, and in 1990 the winter was extremely mild. We applied the phenology model to study the impact of climate change on budbreak and full bloom starting dates. To this we took the RegCM3.1 (regional) climate model with 10 km resolution referring to 2021-2050 and with reference period 1961-90, supposed the SRES scenario A1B. The A1B storyline supposes a future world with very rapid economic growth and technological development with an increasing CO2 concentration in the air exceeding 715 ppm up to 2100. Global population peaks in midcentury and declines thereafter. Major underlying themes are convergence among regions, capacity building, and increased cultural and social interactions, with a substantial reduction in regional differences in per capita income. The letter B in A1B refers to the technological emphasis that is balanced across all sources, i.e. not relying too heavily on one particular energy source (IPCC, 2000). The original climate model was developed by Giorgi et al. (1993) and was downscaled at Eötvös Loránd University, Department of Meteorology, Budapest, Hungary (Bartholy et. al., 2009, Torma et. al., 2008). The model predicted that the budbreak dates are expected to shift 12-13 days earlier while full bloom may start 6-7 days earlier than it was observed at the end of the last century. The shifts of dates are significant which is supposedly caused by the changing environment. 2.2. Application for climate change impact study: indicator analysis Sour cherry phenophases are variably affected by weather, thus the success of sour cherry growing depends largely on the climatic factors. If during a critical period the weather does not fit for the agrometeorological claims of sour cherry, the yield of the season will be questionable (Szabó, 2007). As the period with a start of 10 days before bloom and during bloom is extremely decisive for the quality and quantity of yield, we focused on this time slice in this study. Several symptoms of climatic change have been observed in Hungary during the last 20 years, as fruit production of the Great Plain was also impaired. Changes have affected the conditions of growing but they have hit hard also the possible future

4


production as well. The character and excess of the climate of the region determine the risk of growing. We decided therefore to characterise some climatic indicators of the fruit-growing region during the bloom period with their 10-day pre-bloom period also with the purpose to get ideas referring to the changes of the anticipated future. Many authors use the method of climatic indicator analysis (Oskam and Reinhard, 1992, Bootsma et al., 2005a,b). Indicators have successfully been applied, amongst others, to field crops, forest and fruit trees, or even for insects and vertebrate animals (Erdélyi, 2009, Erdélyi et al., 2008, Koocheki et al., 2006, Salinger et al., 2005, Eppich et al., 2009). Information on climatic indicators based on historical or climate model estimation output data allows conclusions regarding the suitability of the examined plant or the respective site for growing. We will present the above listed seven climatic indicators adopted for the period 1984-2010, based on observations, and the changes expected for the 2021-2050 period, based on the outputs of RegCM3.1 regional climate model.

3. Results 3.1. Model results The optimal lower and upper base temperatures with the optimal starting date (called the statistically optimized end of endodormancy) for budbreak are 2.5°C, 5°C and 42nd Julian day of the year (i.e. 11th of February). The optimal lower and upper base temperatures for full bloom start are 3.5°C and 19°C. The data set was split into two subsets to fit and to validate the model. The root mean square error (standard error), the average (absolute) error and the maximal (absolute) error for fitting are 2.75, 2.25 and 6 days for budbreak while they are 2.82, 2.25 and 6 days for full bloom. The model explains both the budbreak and the full bloom start dates quite effectively (Rsq=0.92, p<0.001; Rsq=0.78, p<0.001). The root mean square error (standard error), the average (absolute) error and the maximal (absolute) error of validation of the full bloom starting dates are 2.96, 2.6 and 5 days (Rsq=0.68, p<0.001). With the exception of the years, 1989 and 1990, the error of budbreak estimates did not exceed 3 days in predicting the date of budburst. In the two extreme years, once occurs an error of 6 days with ‘Debreceni bőtermő’ (1989). In 1984 the average error was the lowest, 0.3 day, and in 1989, it was the largest, 5.3 days. The model provides about the same accuracy for all the three varieties. In 12 years the full bloom start estimations have smaller deviance than 3 days for all the three varieties, however, for the years 1998 and 2004 the model gives the predictions with the highest error (6 days). Figure 1 represents the budbreak and full bloom start dates of the three sour cherry varieties (‘Újfehértói fürtös’ (Uf), ’Kántorjánosi’ (Kj) and ’Debreceni bőtermő’ (Db). The dark colors are for the observed dates (budbreak was monitored in between 1984-1991 while full bloom was recorded in between 1984-2010). The lighter colors are for the predicted dates (2021-2050) which were calculated based on the phenology model and RegCM3.1 data. Budbreak dates are expected to shift 12-13 days earlier while full bloom may start 6-7 days earlier than it was observed at the end of the last century. The shifts of dates are significant which is supposedly caused by the changing environment.

5


Observed (o) and predicted (p) budbreak (bb) and full bloom (fb) dates 78

118 112

66

115

78 108

65 79

117

67

60

111

70

80

90

100

110

120

Uf_bb_o

Uf_fb_o

Uf_bb_p

Uf_fb_p

Kj_bb_o

Kj_fb_o

Kj_bb_p

Kj_fb_p

Db_bb_o

Db_fb_o

Db_bb_p

Db_fb_p

Julian day

Figure 1. Observed (o) budbreak (bb) (1984-1991) and full bloom (fb) start dates (1984-2010) with the predicted (p) dates (RegCM3.1, 2021-2050) for three sour cherry varieties (Uf, Kj, Db)

3.2. Indicator analysis results Seven climatic indicators are considered. First the values of the indicators are calculated for the period of observations (1984-2010). Then the same indicators are calculated regarding the time slice 2021-2050, based on the outputs of RegCM3.1 regional climate model. The future predictions are represented first for the base bloom period (together with its 10-day pre-bloom-period) calculated as the average of the observed endpoints of the bloom periods (101st -122nd day of year). Supposed that the phenology model predictions of the full bloom starting dates (6-7 days earlier) can be applied, the indicators are calculated for the analogous bloom period which is a period shifted 7-day earlier as the base bloom period. Table 1. Means of climatic indicators of bloom with 10-day pre-bloom period, Újfehértó calculated based on historical data (1984-2010) and on RegCM3.1 data (2021-2050) assuming no (base bloom) or 7-day phenological shift (analogous bloom). Significant differences were detected if p<0.05.

Number of frosty days (days) Absolute minimum temperature (°C) Mean of the daily minimum temperatures (°C) Number of days with daily mean temperatures above 10°C (days) Mean of maximum temperatures (°C) Number of days without precipitation (days) Number of days with more than 5 mm/day precipitation (days) significant difference compared to observed*

compared to base bloom†

6

1984-2010, observed

2021-2050, base bloom

2021-2050, analogous bloom

1.1†‡ 0.1†‡ 6.1†‡ 15.7†‡ 18.5†‡ 13.6 2.2

0.0* 6.0*‡ 10.9*‡ 16.1*‡ 13.2*‡ 12.1 3.0

0.1* 4.3*† 10.0*† 14.2*† 12.4*† 12.1 3.1

compared to analogous bloom ‡


The following statements have been attempted: • Considering the number of frosty days, the prognosis according to the RegCM3.1 for the period 2021-2050 stated that almost no frosty days are expected. • The absolute minimum temperature of the period was 0.1ºC as a mean. The prediction of the RegCM3.1 is much higher thus almost no risk of spring frost is expected. • The mean of the minimum temperature was 6.1ºC as recorded, whereas the RegCM3.1 model predicts significantly higher values. • The number of days with mean temperatures higher than 10ºC was 16. According to the RegCM3.1 model, the increase is moderate if there is no phenological shift is assumed. However, in case phenology stages come earlier, a significant decrease is expected. • The mean of daily maximum temperatures was 18.5ºC during the 27 years. In some years, it attained even 25ºC, and it was 16ºC only in others. The RegCM3.1 estimates significantly lower values for 2021-2050, independently from the assumed phenological shift. It means that bloom may of milder temperature condition in the future. • The number of days without precipitation recorded as 13.6 days, mean of 27 years. The RegCM3.1 model does not predict significantly different results for the future. • The mean of the number of rainy days with more than 5 mm precipitation/day was 2.2 days during the recorded period (1984-2010). The prognosis shows a slight, insignificant increment. Growers are compelled to increase the yields in order to compensate for the increasing costs of production as well as for the irrationally low producer’s prices. These efforts are jeopardized by the unstable, changing climate, warming up, unbalanced precipitation as well as the increased frequency and intensity of weather anomalies. Future predictions should be regarded for strategies of adaptation that are needed to be developed. The model we discussed above should be validated for other regions and/or varieties. Not only the changes of climate and phenology and their impacts but also the possible change of the way of plant respond should be researched. To this regular monitoring and high level, comparable data recording is necessary. Intensive cooperation with growers and decision makers should be improved. With the help of growers’ observations the indicators can be associated with certain risky events and thus they can serve the prediction of more detailed future recommendations to prevent damages. In one hand, warmer climate makes possible to grow varieties with higher heat accumulation demand, in other hand more frequent and more serious extreme events increase the risk of production. The symptom of phenology drift calls the attention to the need of new adaptation strategies which are surely unavoidable and urgent (Diós et al., 2009).

Acknowledgements The research was sponsored by the following projects: OM-00042/2008, OM-00270/2008, OM00265/2008 and TÁMOP 4.2.1/B-09/1/KMR/-2010-000.

References Bartholy, J., Pongracz, R., Torma, Cs., Pieczka, I., Kardos, P., Hunyady, A. (2009): Analysis of regional climate change modelling experiments for the Carpathian basin. International Journal of Global Warming 1, 238-252. Bindi, M., Miglietta, F., Gozzini, B., Orlandini, S., Seghi, L. (1997a) A simple model for simulation of growth and development in grapevine (Vitis vinifera L.). I. Model description. Vitis 36(2):67–71. Bindi, M., Miglietta, F., Gozzini, B., Orlandini, S., Seghi, L. (1997b) A simple model for simulation of growth and development in grapevine (Vitis vinifera L.). II. Model validation. Vitis 36(2):73–76. Bootsma, A., Gameda, S., McKenney, D.W. (2005a) Impacts of potential climate change on selected agroclimatic indices in Atlantic Canada Canadian Journal of Soil Science Volume 85, Issue 2, May 2005, Pages 329-343.

7

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Bootsma, A., Gameda, S., McKenney, D.W. (2005b) Potential impacts of climate change on corn, soybeans and barley yields in Atlantic Canada Canadian Journal of Soil Science Volume 85, Issue 2, May 2005, Pages 345-357. Carbonneau, A., Riou, C., Guyon, D., Riom, J., Schneider, C. (1992) Agrométéorologie de la vigne en France. EUROP, Luxembourg, p 168.Bonhomme R (2000) Bases and limits to using “degree-day” units. Eur. J. Agron. 13:1–10, doi:10.1016/S1161-0301(00)00058-7 Carter, T. R., Parry, M. L., Porter, J. H. (2007) Climatic change and future agroclimatic potential in Europe. International Journal of Climatology, 11. 3, P. 251 – 269. Cesaraccio, C, Spano, D., Snyder, R. L, Duce, P. (2004) Chilling and forcing model to predict bud-burst of crop and forest species. Agric. For Meteorol. 126:1–13, doi:10.1016/j.agrformet.2004.03.010 Diós, N., Szenteleki, K., Ferenczy, A., Petrányi, G., Hufnagel, L. (2009): A climate profile indicator based comparative analysis of climate change scenarios with regard to maize (Zea mays L.) cultures – Applied Ecology and Environmental Research, 7(3): 199-214. Eppich, B., Dede, L., Ferenczy, A., Garamvölgyi, Á., Horváth, L., Isépy, I., Priszter, Sz., Hufnagel, L. (2009): Climatic effects on the phenology of geophytes – Applied Ecology and Environmental Research, 7(3): 253-266. Erdélyi, É. (2009) Sensitivity to Climate Change with Respect to Agriculture Production in Hungary (2009) Precision Agriculture '09 Edited by: E.J. van Henten, D. Goense and C. Lokhorst, Wageningen Academic Publisher, p. 559-567. Erdélyi, É., Boksai, D. Ferenczy, A. (2008) Assessment of climate change impacts on corn and wheat in Hungary, 12th International Eco-Conference, 5th Eco Conference on Safe Food, Novi Sad (Serbia), 24 - 27 September, 2008 pp. 49-55. Giorgi, F., M. R. Marinucci, and G. T. Bates (1993) Development of a second generation regional climate model (RegCM2) i: Boundary layer and radiative transfer processes, Mon. Wea. Rev., 121, 2794–2813. Haenninen H. 1991. Does climatic warming increase the risk of frost damage in northern trees? Plant, Cell and Environment 14: 449-454. Houghton, J. T. (2009) Global Warming. Cambridge University Press, 4th ed. ISBN 978-0-521-70916-3 p. 438. IPCC (2000) Summary for Policymakers. Emissions Scenarios. A Special Report of IPCC Working Group III. Published for the Intergovernmental Panel on Climate Change. ISBN: 92-9169-113-5 Jones, G. V (2003) Winegrape phenology. In: Schwartz MD (ed) Phenology: an integrative environmental science. Kluwer, Milwaukee, pp 523–540 Jones, G. V, Duchene E., Tomasi D., Yuste, J., Braslavksa, O., Schultz, H., Martinez, C., Boso, S., Langellier, F., Perruchot, C., Guimberteau, G. (2005) Changes in European winegrape phenology and relationships with climate. In: Proceedings of XIV International GESCO Viticulture Congress, Geisenheim, Germany, 23–27 August, 2005, pp 55– 62 Koocheki, A. Nasiri, M., Kamali, G.A., Shahandeh, H. (2006) Potential impacts of climate change on agroclimatic indicators in Iran. Arid Land Research and Management. Volume 20, Issue 3, 1 September 2006, Pages 245-259. Kramer K. 1994. A modelling analysis of the effects of climatic warming on the probability of spring frost damage to tree species in The Netherlands and Germany. Plant, Cell and Environment 17: 367-377. Kramer K, Friend A, Leinonen I. 1996. Modelling comparison to evaluate the importance of phenology and spring frost damage for the effects of climate change on growth of mixed temperate-zone deciduous forests. Climate Research 7: 31-41. Moncur, M. W., Rattigan, K., Mackenzie, D. H. & McIntyre, G. N. (1989). Base temperatures for budbreak and leaf appearance of grapevines. Am. J. Enol. Vitic., 40(1), 21–26. Oliveira, M. (1998). Calculation of budbreak and flowering base temperatures for Vitis vinifera cv. Touriga Francesa in the Douro Region of Portugal. Am. J. Enol. Vitic. 49(1), 74–78. Proceedings of XIV International GESCO Viticulture Congress, (pp 485–490). Geisenheim, Germany, 23–27 August, 2005.

8

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Oskam, A.J. and A.J. Reinhard (1992) Weather indices of agricultural production in the Netherlands 1948 1989. 2. Grassland. Netherlands Journal of Agricultural Science 40 (1992) 187-205 Reaumur, R. A. F. (1735) Observations du thermomètres, faites à Paris pendant l’année 1735, comparées avec celles qui ont été faites sous la ligne, à l’isle de France, à Alger et quelques unes de nos isles de l’Amérique. Académie des Sciences de Paris 545. Riou, C. (1994) The effect of climate on grape ripening: application to the zoning of sugar content in the european community. CECACEE- CECA, Luxembourg. Salinger, M. J. , Sivakumar, M. V. K., Motha, R. (2005) Reducing vulnerability of agriculture and forestry to climate variability and change: Workshop summary and recommendations, Climatic Change Volume 70, Issue 1-2, May 2005, 341-362. Spano, D., Cesaraccio, C., Duce, P., & Snyder, R. L. (2002). An improved model for estimating degree days. ISHS Acta Horticulturae 584. VI International Symposium on Computer Modelling in Fruit Research and Orchard Management. Szabó, T. (2007) Az északkelet-magyarországi meggy tájfajta szelekció eredményei és gazdasági jelentősége. PhD értekezés, Budapesti Corvinus Egyetem, 2007 Torma, Cs., Bartholy, J., Pongracz, R., Barcza, Z., Coppola, E., Giorgi, F., (2008): Adaptation and validation of the RegCM3 climate model for the Carpathian Basin. Idojaras 112, 233-247.

9


Methods for usability of point samples of the soil protection information and monitoring system 1

2

László Várallyai , Béla Kovács , Gergely Ráthonyi

3

Abstract. The Hungarian Soil Information Monitoring System (SIM) covers the whole country and provides opportunity to create similar information systems for the natural resources (atmosphere, supply of water, flora biological resources etc). The aim of the SIM is to relate these databases. The SIM territorial measuring grid consists of 1236 measuring points with 21 elements content in Hungary. These points are representatives. Distribution of the points by soil types represents the variety of soil types of the country. The SIM is the essential basis of rational agri-environmental management and at the same time is an integrated unit of the environmental diagnosis of soils. Our aim is developing a statistical based information system from the data of the measured SIM points. We developed a method for estimating element content. To determine the concentration of the elements, need only the GPS co-ordinates of the place based on the number of nearest neighbouring points. This method does not calculate with spatial circumstances. The other possibility is using the kriging method (spatial interpolation) for estimating more precisely the element content. In this study these two methods are compared. After building our statistical based information system we can develop an Internet-based service that makes it possible to reach the objectives through arranging the results of analyses into a database. Based on available data, the developed Internet-based service makes it possible to estimate element content at a certain diagnostic point with some statistical errors; it can also be applied in analyzing effects of environmental pollution. Keywords: Soil Information Monitoring System, kriging method, Internet-based service

1. Introduction A large amount of soil information are available in Hungary as a result of long-term observations, various soil survey, analyses and mapping activities on national (1:500,000), regional (1:100,000), farm (1:10,000-1:25,000) and field level (1:5,000-1:10,000) during the last sixty years. Thematic soil maps are available for the whole country in the scale of 1:25,000 and for 70% of the agricultural area in the scale of 1:10,000. There are at least three reasons why this rich soil database has been developed (Várallyai, 1993): • the small size of the country (93,000 km²) • the great importance of agriculture and soils in the national economy • the historically "soil loving" character of the Hungarian people, and particularly the Hungarian farmers. In the last years all existing soil data were organized into a computerized geographic soil information system, which consists of two main parts:

1

László Várallyai University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 2 Béla Kovács University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 3 Gergely Ráthonyi University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

10


• • • • •

The soil data bank, including 3 different types of information: basic topographic information (geodetic data standards) point information (measured, calculated, estimated or coded data on the various characteristics of soil profiles) territorial information (1:25,000 scale thematic maps) and soil properties. The information system, including models on moisture and plant nutrient regimes of soils; susceptibility of soils to various soil degradation processes, etc.

The Soil Information and Monitoring System (SIM) is an independent subsystem of the integrated Environmental Information and Monitoring System (EIMS) (Soil Information Monitoring Professional Committee, 1995). The Soil Information Monitoring System (SIM) covers the whole country and provides opportunity to create similar information systems for the natural resources (atmosphere, supply of water, flora and biological resources etc.). The aim is to relate these databases. The SIM territorial measuring grid consists of 1236 measuring points. These points are representatives. Distribution of the points by soil types represents the variety of soil types of the country. In consequence of the EU accession, the particular and objective survey of current soil condition is a very important question, which can be the beginning of the implementation of the modern agrarian environmental management program. This survey is not much use if the change of condition cannot be investigated continuously in systematic interval. On the basis of the above mentioned point of view decision was born on creating the planned National Environmental Protection Information and Monitoring System. The first working subsystem was realized as the Soil Information Monitoring System (SIM) module. Based on physiographical-soil-ecological units, 1236 "representative" observation points were selected (and exactly defined by geographical coordinates using GPS). There were 865 points on agricultural land, 183 points in forests and 189 points in environmentally threatened "hot spot" regions. The latter represented 12 different types of environmental hazards or particularly sensitive areas such as: degraded soils, ameliorated soils, drinking water supply areas, watersheds of important lakes and reservoirs, protected areas with particularly sensitive ecosystems, "hot spots" of industrial, agricultural, urban and transport pollution, military fields, areas affected by (surface) mining, waste (water) disposal affected spots.

2. Applied methods 2.1. Calculating method of distance, element content, relative error and confidence interval After converting and rounding the measured data of the available TIM samples I carried out further calculations in order to determine the distance between the points, their element contents, their relative errors and confidence intervals. For the calculations I used the following connections: The program calculates the distances by using the Pythagorean Theorem: (1)

Z = ( x − x )2 + ( y − y )2 2 1 2 1

where x1, y1 are the coordinates of the known point, x2, y2 are the coordinates of the unknown point. The software determines the calculated figure of chemical element content in case of 10 nearest neighbouring points by using the following connection:

11


(2)

C = x

1 / Z * C + 1 / Z * C + .......... + 1 / Z * C 1 1 2 2 10 10 1 / Z + 1 / Z + .......... + 1 / Z 1 2 10

where Z1, Z2,…Z10 are the distances of the known points correlated to the basis profile number, C1, C2, …C10 measured chemical element content in the known points. The program calculates the percentage deviation – relative error – on the basis of the following formula: (3)

  Sz − M Deviation = ABS 100 ∗   M 

   [%] 

where ABS is the absolute value function, „Sz” means the element content calculated by me, „M” means the measured element content. The program invokes two Excel functions to calculate the confidence interval, one of them calculates the standard deviation (σ), and the other one calculates the confidence interval. To calculate the confidence interval, it calculates the standard deviation first (σ): (4)

n

σ= ∑ i =1

( xi − x ) 2 n −1

Formula of the confidence interval: (5)



x ± 1,96 

σ

 

n 

2.2. Krieging method Kriging (Oliver and Webster, 1990) is an interpolation method that predicts unknown values of a random process. More precisely, a Kriging prediction is a weighted linear combination of all output values already observed. These weights depend on the distances between the input for which the output is to be predicted and the inputs already simulated. Kriging assumes that the closer the inputs are, the more positively correlated the outputs are. This assumption is modelled through the correlogram or the related variogram, discussed below (Alsamamra et.al., 2009). In deterministic simulation, Kriging has an important advantage over regression analysis: Kriging is an exact interpolator; that is, predicted values at observed input values are exactly equal to the observed (simulated) output values. In random simulation, however, the observed output values are only estimates of the true values, so exact interpolation loses its intuitive appeal. Therefore regression uses OLS, which minimizes the residuals - squared and summed over all observations. Effectively, geostatistical models directly estimate the variance-covariance matrix. Geostatistical techniques, such as Kriging rely upon an estimated variance-covariance matrix, followed by EGLS (estimated generalized least squares), and BLUP (best linear unbiased prediction). The simplest case assumes one can specify correctly the variance-covariance matrix as a function of distance only (Stein et.al, 2003). The most typical application involves the smooth interpolation of a surface at points other than those measured. Usually, the method assumes errors are 0 at the measured points but modifications allow for measurement errors at the measured points.

12


The first step in most geostatistical models is to estimate the variance-covariance matrix. While techniques exist to perform this directly, the most common technique involves the intermediate stage of computing the variogram (Bates et.al., 1996) The empirical variogram begins with the pair-wise squared differences among all errors (or sometimes a sample of errors for large data sets) plotted against the distance between the elements of the pair. Positively correlated errors will show small pair-wise squared differences while almost independent errors will show larger differences. For positively correlated residuals, the empirical variogram tends to start off low at small distances and rise with distance up to a point where it levels off. From the variogram one can estimate the parameters of fitted variogram functions. If the process is stationary, equivalence exists between the fitted variogram functions and fitted covariance functions. Only a relatively small number of valid covariance functions exist which yield guaranteed positive definite estimated variance-covariance matrices (Bailey and Gatrell, 1995).

3. Results 3.1. The developed statistical method for estimating element content I developed a method to estimate the element content. During the process I chose an optional point that will be considered as unknown in the process (in Fig. 1, I marked this point with “U”). I have the measured results for the unknown point, but I did not count with them, I proceeded as if I did not have those measured results. Around the unknown points I determined the nearest ten points (this number can be changed in the program). I marked these nearest points in Figure 1 with “K”. The distance between the known points (K) and the point considered as unknown (U) can be calculated by using the Pythagorean Theorem (Eq. 1): When I determined the distance between all the ten known and “unknown” points, I had ten distance data z1, z2, z3,…..,z10, from which with linear estimation (by using Eq. 2), concentration (cx) of the certain element can be estimated even in those places where there is no TIM diagnostic point. If I calculate the concentration (cx) of the certain element for the unknown point, I can compare it with the measured data by ICP-OES spectrometer for the certain element and I can determine the relative standard deviation (Eq. 3). These steps have to be done first for the same point regarding the other elements which quantities exceed the demonstration line. After that, these steps have to be done again for each available TIM diagnostic point, considering that they are the unknown points in the experiment. After this, I will have the concentration value and its relative standard deviation for each measurable element above the demonstration line for each diagnostic point. I applied two Excel functions to calculate the confidence interval, one of them (Eq. 4) calculates the standard deviation (σ) and the other calculates the confidence interval (Eq 5). I visualized the received data on Excel worksheets in each case to make further data processing easier. Building our statistical based information system has to determine the number of nearest neighbouring points to be considered in the case of certain elements. We have to determine the minimums of the average values of relative error for elements. In this point we have got the viewing neighbouring point number for all measured elements.

13


Figure 1. K = Known diagnostic points (x1,y1: GPS coordinates of the given place) U = diagnostic point to be determined (unknown) (x2,y2): GPS coordinates of the “unknown” place ) We discovered when studying different numbers (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 15, 20, 25 and 30 in order) of nearest neighbouring diagnostic points within the aggregation, the minimums of the relative error values are different. Elements can be ranged into three groups depending on how many nearest neighbouring diagnostic points were considered when we received the minimum value. • 3 neighbouring diagnostical points: K, P, Sr, Ni, Cu, B, Co, Ti • 5 neighbouring diagnostical points: Al, Fe, Ca, Mg, Mn, S, Ba, Cr, V, Pb, Y, Zn • 10 neighbouring diagnostical points: Na It means that in case of a sample originating from a genuinely unknown diagnostic point, for elements in the first column 3, for elements in the second column 5, while for Sodium 10 nearest neighbouring points have to be considered in order to estimate the element content with the smallest error. 3.2. The kriging method for estimating element content Calculation the concentration of the elements (by using Eq. 6) weighted average mathematical method (Korpás, 1996). The sum of the weighting factors must 0. (6)

n

Z * ( x) = ∑ a i Z ( xi ) i =1

where Z*(x) the given concentration estimated value, ai the weighted factor of the observed point The weighting factors are inverse ratio to distance of the estimated locations (Bodrog, 2001). (7)

1 c + d iω ai = n 1 ∑ ω i =1 c + d i

where di is the distance of the estimated location and the i-point, c is constant ω power (usually 1< ω < 3)

14


We have to calculate the absolute error from the difference of the measured and estimated concentration value, and the relative error, which give the ratio of the measured and real concentration value (Young, 1986). Building our statistical based information system has to determine the number of nearest neighbouring points to be considered in the case of certain elements. We discovered that elements can be ranged only into two groups depending on how many nearest neighbouring diagnostic points were considered to kriging. • 3 neighbouring diagnostical points: K, P, Sr • 10 neighbouring diagnostical points: Al, B, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, Ti, V, Y, Zn It means that using of kriging method in case of the most elements we need 10 nearest neighboring points have to be considered in order to estimate the element content with the smallest error. It is interesting, in case of K, P and Sr the results were the same (10 nearest neighboring points) in case of developed statistical method. 3.3. The Internet-based program We developed a newer internet-based program that makes it possible to reach the objectives through arranging the results of analyses into a database and developing an authorisation system (Fig. 2.). When developing the newer software, my objective was to create a dynamic website for users which together with the GPS coordinates only of the certain point could provide the estimated element content for the measured chemical elements also in such points where no samples had been taken and thus measured data were not available. The relative error and the confidence interval must be provided for each element content value, since they orientate the users into which range the quantity of the certain chemical element at the given diagnostic point can fall. We provided access to the database through internet-based technology. With the help of the databasebased server-side script language (PHP) (Meloni, 2003) we planned and developed the user interface, through which the user can communicate with the program.

4. Conclusion On a statistical based developed system can be a suitable information system for the management determining the element concentrations in a well-defined precision. To determine the concentration of the elements, need only the GPS co-ordinates of the place. Data can access by a suitable authority system in this information system. Through the authorization system, the authorization level of each user can easily be determined. In case of database administrator authorization, almost any kind of query can be made in connection with the database through the general query module. Based on available data, the developed program makes it possible to estimate element content at a certain diagnostic point with some statistical errors; it can also be applied in analyzing effects of environmental pollution. Using by kriging method in case of the most elements we need 10 nearest neighbouring points have to be considered in order to estimate the element content with the smallest error. It is interesting, in case of K, P and Sr the results were the same (10 nearest neighbouring points) in case of the developed statistical method.

15


Figure 2. PHP form to evaluate the concentrations and reliability of the chosen elements based on the GPS-co-ordinates

5. References Alsamamra, H., Ruiz-Arias, J.A., Pozo-Vázquez, D., Tovar-Pescador, J. 2009. Comparative study of ordinary and residual kriging techniques for mapping global solar radiation over southern Spain, Agricultural and Forest meteorology, 1-15 Bailey, T., Gatrelli, A. 1995. Interactive Spatial Data Analysis, Harlow: Longman

16

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Bates, R.A., Buck, R.J., Riccomagno, E., Wynn, H.P. 1996. Experimental design and observation for large systems, Journal of the Royal Statistical Society. Series (B58) 77–94. Bodrog, Cs. 2001. Hidrology and hidrogeology http://lazarus.elte.hu/hun/digkonyv/bodrog/5.htm, 01-09-2007.

mapplotting

–

by

kriging

method.

Geiger J. 2004. Geostatisztika. http://www.sci.u-szeged.hu/foldtan/Geostatisztika.pdf, 49 p., 03-09-2007. Korpás, A. 1996. General statistics, National Textbook Publisher, Budapest, 24-27 p. Meloni, J.C. 2003. PHP, MySQL and Apache usage. Panem Kft, Budapest. Oliver, M.A., Webster, R. 1990. ”Kriging: a method of interpolation for geographical information system”, INT. J. Geographical Information Systems, Vol. 4, No. 3, 313-332 Soil Information Monitoring Professional Committee. 1995. Soil Information Monitoring System Methodology, Budapest Stein, A., Hoogerwerf, M., Bouma, J. 2003. Geoderma Vol. 43, Issues 1-2. 163-167 Várallyai, Gy. 1993. Soil data bases for sustainable land use - Hungarian case study. In Soil Resilience and Sustainable Land Use (Eds.: Greenland, D. J. & Szabolcs, I.) 469-495. CAB International. Wallingford.

17


Information flow in agriculture – through new channels for improved effectiveness Mihály Csótó

1

Abstract. Agriculture has undergone significant changes since the industrial revolution. The industrial age and the market economy have moulded agriculture in their image just as much as the characteristics and tools of the information age have recently been transforming its previous operation. Information and communication technology (ICT) take-up in agriculture remains low, and the reasons behind this barely changed in the last 20-30 years. Information technologies are regarded as mediating channels and a vehicle for new services. It is important to research the various aspects of adoption of new information technology, and also not only the use, but the “effective use” of it (Gurstein, 2003). Information-intensive agriculture is fundamentally determined by information, knowledge and the decision-making farmers, in effect the human factor; therefore, studies aimed at the improvement of the situation of agriculture with ICT tools must be centred on the human element. Keywords: ICT-adoption, agriculture,

1. Introduction Information has a central role in our modern way of living and agriculture is no exception: to be successful in farming requires gaining, processing, using and evaluating a huge amount of information (policy, markets, new methods etc.). Farmers are working in an information-intensive environment and numerous studies have showed that information and communication technologies (ICT) can play a vital role in realizing benefits with more effective information management in the farm level. The supply chain in agriculture not only means the flow of products and income but also that of information (Niderhauser et al., 2008). The toolkit of the information society, information communication technologies (ICT) offers new opportunities for efficient operation, decision-making and adaptation to the environment (Herdon, 2009). This, however, can only work successfully if certain conditions are met. The potential opportunities can only be exploited to an optimum under the right circumstances, and it is also important that they are harmonised with the previously used farm management practice, or else the muchawaited success will suffer. The purpose of the study is to identify the barriers of widespread adoption of ICT among farmers, mainly analyzing the information flow, information strategies, information literacy and the characteristics of the farm and the farmer. The author provides an overview of the literature and sets up a theoretical framework of the factors affecting the information strategies (and therefore also the use of ICT) of the farmers.

2. Information flow and the farm manager Agriculture has undergone significant changes since the industrial revolution: one of the most important ones is market orientation (strictly speaking in the developed world we can only find farms producing for the market or at least partly for the market), but standardised solutions, economies of scale and automation have also become widespread, and this is only partly the result of the flow of the labour force into the cities. The industrial age and the market economy have moulded agriculture in their image just as much as the characteristics and tools of the information age have been transforming its previous operation. At the same time, the fundamental cyclical nature of agricultural operation is unchanged. In 1

Mihály Csótó BME-Information Society Research Institute, 1111 Budapest, Stoczek utca 2-4. I/108. [email protected]

18


order to shape, form and refine raw nature industrial characteristic have come to dominate agriculture which is now one of the industries. Farming has been placed in a new framework these days: farm managers have had to increasingly devote attention and interact with the external world (environmental effects, quality requirements, standards, and documentation) – see for example the documentation necessary when applying for EUfunds. Besides land, labour and capital, sufficient information has become a critical factor for agricultural businesses. Agricultural management and producers are both dependent on a comprehensive, information-rich environment, since without it they could easily lose their competitive edge. Modelling the agricultural decision-making process and information flow is nothing new. The primary objective of studies aimed at creating models is to determine why a given group of farmers behave the way they do (Gladwin, 1989). With the help of models support and knowledge that contribute to more efficient operation and better decision-making can be provided for farmers. Information and knowledge are inseparable since the most important input in decisions originates from the stratum of information (i.e. given potentials, already acquired knowledge, and finding additional information necessary for making decisions). Information flow, or the lack of it, as well as its intensity and knowing about the circumstances of a given farm and its manager might provide a comprehensive picture about the decision-making process and thus the character of a farm. Sörensen and his associates (2010) conducted interviews and based on them drew the following information cloud around the farm manager, a so-called rich picture of factors that influence and shape decisions (Figure 1.).

Figure 1. Farm management, the “rich picture” (Sörensen et al, 2010)

Important factors for the decision-maker of a farm to find his way in the above information environment not only include the numerous opportunities for interaction and information sources but also the used channels and the quality of information.

19


2.1 The quality of information and used channels In a traditional approach information channels can be grouped into: • Personal network (suppliers, extension service, other farmers, markets, events) • Printed media (books, encyclopaedias, maps, almanacs, newsletters, advertisements) • Electronic media (TV, radio, websites, databases, services on cell phone, remote sensing) In the last group the Internet must be highlighted as a special entity that can equally be a number one source (databases, consultancy web services, electronic administrative services) or a secondary intermediary of printed or electronic media (e.g. IPTV, video TV) and a means of personal communication. Most sources agree that combined sources are generally the most effective, or those that fit in with the previous information-acquisition practice of the farmers (who typically measure the new sources against the old ones and has little faith in the new means at first). At the same time, there are some special types of new information that can be employed effectively only through particular channels. In addition to the type of channel used, the quality of information is of vital importance since its “usefulness” is determined by several criteria which are mostly determined by the perception of the decision-maker. There are several types of knowledge and information that are irrelevant under given circumstances (the diverse social, economic and environmental conditions of the rural communities might require specific knowledge/ and competences, Knight and Wilkin, 2004), and this can be a problem for example with decision support systems based on generic models possibly offering solutions that are at variance with the farmers’ own experience. Generalised information is often unsuitable, while relevant knowledge is often inaccessible to farmers since it is not converted into a consumable form, or an accessible information system. There might be asymmetries in the supply chain between the knowledge of the various players, which can even be intentional. The main characteristics of quality information are therefore relevance, accuracy, comprehensiveness and timeliness. Of these timeliness/up-to-datedness is regarded as being the most important by many people: information that arrives late is often useless, even if it would otherwise satisfy the needs of the farmer. The timing of information is of critical importance especially in the case of daily or other shortterm decisions but less so during strategic, long-term planning. The survey of Yongling (2004) highlights the importance of requirements towards information, stressing that poor quality, outdated, inaccurate or incomplete information poses a problem, mainly because farmers cannot distinguish between “good” and ”bad” information, which the author mainly links with a low level of education. This problem is a complex one, and as such it includes one of the central issues of information management in general: that of information literacy.

3. Working with information: information literacy Models used in the area of agricultural informatics confirm that in a “text book type” farm the farm manager approaches his information needs, the cost of the information and alternative sources at system level and in a systematic way, and is able to recognise information necessary for decision making. Furthermore, he consciously applies and builds the latest information technologies into his everyday work. For this reason we should have a look at information literacy, which provides an accurate description of the main characteristics of the aforementioned process. The concept of information literacy appeared as a result of the technological development in the 1970s. In the past thirty years the term was broadened and extended with new layers of meaning added to it, while at the same time it was limited in its use (it is increasingly restricted to computer and/or Internet usage). Information literacy is not the competence to use certain devices or equipment but the skill to access and use information.

20


Today most people look at information literacy as a kind of computing competence and the ability to manage information gained from the Internet (in effect, they use it for internet literacy). One of the early appearances of the “information literacy” was in 1974 (Zurkowski, 1974). The term was closely associated with educational reform (mostly that in the United States), and it was used to mean the efficient use of information already at the outset. In 1976 Burchinal (Behrens, 1994; Bawden, 2001) defined information literacy as a set of skills, dividing it into three levels: 1) skills that help to locate and use information; 2) the use of information for problem solving and decision making (as it could be seen, previous approaches focused on this level); 3) efficient and effective information location and utilisation. Later theoreticians of information literacy practically broadened and refined Burchinal’s division, according to their individual concept. Thus, the development of information literacy not only entails the use of technical tools but also the development of a way of thinking aimed at the consciously planned realisation of interests. Since information literacy means realising lack of information, looking for it, locating and processing it and then using it responsibly, it is evident that its development also includes that of critical thinking. Applied to agriculture, the truth of this statement was indicated by Öhlmer, who in the early 1990s pointed out that a tool in itself is not capable of performing a miracle and the individual using the tool plays the key role: he claims that no fundamental change takes place in information processes by computerisation since that alone only adds a certain level of comfort to these processes (Öhlmer, 1991). Information literacy is the skill to access information and use it for value creation, and an individual can be regarded as information literate if he recognises when he needs information. Information literacy is possessed by those who have learnt how to learn. It can be seen that information literacy requires and demands several skills from the conscious citizens of the digital world (Table 1.). Never before in human history have these skills been expected of everyone; such expectations typically concerned the members of the intellectual elite. However, since the world of today is determined by the presence, lack, value and authenticity of information and the speed of its flow, these skills have become important for everybody, including those working in agriculture. Table 1. Information literacy skills (Source: Rab, 2008 via Eisenberg, M. & Berkowitz, L., 1990)

Defining the task, realising lack of information

Interpreting the task, identifying the information necessary for the completion of the task, and being able to determine why particular information is missing and how important it is. Formulating the question needed to acquire the information also belongs to this skill. The information sought can be accessible in many platforms (in print, digitally, on some data storage device or even on TV); what is more, a friend or another farmer might also have it. The scale of energy input required for the acquisition of the information must be determined and whether it is in proportion to its importance.

The strategy of acquiring information

Accessible sources must be identified: where are the necessary sources of information, how can they be accessed, when can they be used? This skill includes the competent use of the various information sources: when should information be sought in printed media and when in an online database? In agriculture the role of routinely used channels is outstanding – this is partly connected to trust and partly to less energy that needs to be invested. It is important to note that from the point of view of information strategy it represents an obstacle to finding the optimal channel.

Location and access

Accessible sources must be identified. Where can these information sources be found, how can they be accessed and when can they be used? This skill includes the competent use of the various information sources: when

21


should information be sought in printed media and when in an online database? ICT tools usually have an advantage in this regard: online services are accessible non-stop and at lower transaction costs.

Using information

The skill to look for information effectively in the appropriate sources belongs here. It must be recognised that the required information has been located, and the user must know when the search can or must be stopped. It is important to be able to access the value (authenticity, accuracy, etc.) of the acquired information. A critical approach to assessing information might prevent the search from going off track or leading to false information. This is the dimension that Yongling (2004) also mentioned.

Synthesising

This is the level of analysing and working with the acquired information. Being able to analyse is not enough, but new knowledge, and understanding must be reached. It is important to be able to display results, which in practice most often entails the understanding, comparison, combining, annotating and goal-oriented use of information, and in agriculture it is most often the best possible harmonisation of the local and the global “environments”.

Evaluating

The highest level skill is to ensure that acquired information and processed knowledge is stored, retrievable and can later be used. This practically means the continuous management of our own data.

These levels are logically built on one another and entail the skill to handle information and knowledge of how to learn. The first chapter already showed the huge amount of information that needs to be tackled in agriculture for successful operation, while it must also be seen that all the six steps are not carried out in every case either by those with low or high information literacy. As Hill (2009) states: “As individuals, farmers have their favoured information sources, which they use depending on the specific information being sought. The amount of information collected depends on the complexity of the task and the importance of the decision.” The context, the channel, the type of information, the access to information and the farmer’s experience and personal preferences are in close relation. Therefore, information flow must be studied in its complexity, at different levels and in detail. (e.g. Fountas et al., 2006; Nash et al.,2009). The significant differences between European farms (in regard to size, type, culture and numerous other factors) each influence decision making processes and information strategies (e.g. Öhlmer et al., 1998).

4. Information literacy, ICT and the diffusion of innovation in agriculture “The importance of the Internet is growing, both as a source of information and as a vehicle for transactions. It is likely that businesses working outside this system will lose competitiveness” “Information management may become easier, timelier, and generally provide greater value through computerised information system use.” Harkin’s research (s.a.) shows that the diffusion of ICT opens up the following opportunities. Information technologies are regarded in the following list as mediating channels and a vehicle for new services. • timelier, more comprehensive information • accessing a new type of information • several competing information sources • single window access

22


• •

easy exchange and discussion of information ideas easier cooperation and access to other farmers and experts

Despite these “common” opinions, ICT take-up in agriculture remains low. It is important to research the various aspects of adoption of new information technology, and also not only the use, but the “effective use” of it (Gurstein, 2003). It is important to distinguish between the opportunities for digitallyenabled activity presented by ICT access from the actual realization of those opportunities in the form of “effective use”. It goes without saying that a region cannot be characterised in a single dimension but only from the perspective of farming, and this is also true for a family making their living from agriculture in a given rural area. This is indicated by the last two bullet points of the above list which are especially noteworthy in cases where great distances can be bridged thanks to IT services offered in the areas of eGovernment, eHealth or eLearning. Several studies on the Internet and information technology have established the importance of other characteristics (e.g. having children in a farming family) in regard to ICT take-up, but the literature of agricultural informatics also often mentions the positive influence of a workplace outside the farm on ICT use. In addition, the five factors established by Rogers as influencing the diffusion of innovation also play an important part. Rogers (1962) defines several intrinsic characteristics of innovations that influence an individual’s decision to adopt or reject an innovation. The relative advantage is how improved an innovation is over the previous generation. Compatibility is the second characteristic, the level of compatibility that an innovation has to be assimilated into an individual’s life. The complexity of an innovation is a significant factor in whether it is adopted by an individual. If the innovation is too difficult to use an individual will not be likely to adopt it. The fourth characteristic, trialability, determines how easily an innovation may be experimented with as it is being adopted. If a user has a hard time using and trying an innovation this individual will be less likely to adopt it. The final characteristic, observability, is the extentto which that an innovation is visible to others. An innovation that is more visible will drive communication among the individual’s peers and personal networks and will in turn create more positive or negative reactions.” According to Offer (2005), the perceptible profit might be the greatest obstacle or promoter of ICT take-up in agriculture, along with the proportion in the use of resources required and the realisable advantages. Systems and information sources are not expected to offer the benefits dreamed up by their designers but instead to satisfy the needs of their users, which leads on to the issue of compatibility. Nuthall’s research in 2004 established that computer use does not guarantee increased profitability. The situation, however, is more complex than this. It cannot be excluded that in the Australian farms he studied the tools of “mental management” could have produced the same growth. At the same time numerous farmers he surveyed said that they found the computer useful and that the newly adopted practice of data collection and systematisation had a tangible impact on their previous decision making processes (Nuthall, 2004). In this case the relative advantage offered by ICT use was primarily a relative and not a directly economic one. It must be noted here that of all the economic benefits afforded by ICT use literature primarily focuses on transaction costs. Another finding by Nuthall is that the diffusion of solutions better suited to already existing information management systems is faster, thus highlighting the importance of compatibility. Furthermore, if the use of an ICT tool brings advantages for an individual, there is a greater chance that those in his environment will chose the new solution. This calls attention to the importance of observability. Another potential source of problem with currently used agricultural IT management systems is interoperability, i.e. transferring information between systems, which mainly raises the problem of

23


excessive complexity, which is accompanied by the lack of user-centeredness in development guidelines applied to the design of IT and decision support systems. The community aspect and interactivity (resulting from the fundamentally communication-based nature of Rogers’s diffusion of innovations theory) is manifested in observability and triability (there are several examples of the latter in agriculture: for example, basic ingredient manufacturers often provide product samples for farmers). Networks and various partnerships serve as an important domain for seeking and selecting information (Colliver, 2001). Similarly, farmers’ learning processes are predominantly more efficient in groups (Kilpatrick et al, 2003). As active members of a group individuals adopt new innovation easier, which is not surprising since they are in effect the starters of the Rogers diffusion process. “Open-minded” farmers (or those who actively seek information (events, consultants, clubs, periodicals) are more likely to use the Internet. Farmers who are fully information literate are bound to use the Internet with the only differences being perceptible in regard to the pattern and intensity of use. They are the starting point of the diffusion of ICT use. Based on Harkin, Offer and others it can be concluded that since the late 1970s and early 1980s service and technology developers have been making the same mistake, i.e. they fail to satisfy user needs, which is a key challenge in the area. Access to information/knowledge must be made more flexible, which should include gathering information about the potential users’ needs and problems as well as offering them consultation opportunities. This problem is not specific to agricultural IT developments since it spans the close to ten years (i.e. almost the entire period) of European eGovernment development projects for example. Farmers have not yet been encouraged as obviously and successfully to change their approach to information management as it could have been expected based on the technical “potentials” (Nuthall, 2006). Nuthall also points out that since the farmer is an essential component in the “information system” of a farm, the decision to use ICt often depends on the personal characteristics of the farmer, such as his or her personality, experience, age, education, goals and objectives.

5. The aspects of using ICT in farm management Alvarez and Nuthall (2006) summarised earlier literature and tried to set up a model in which they collected the factors influencing the adoption of new software (Figure 2.). Mainly based on Apps and Iddings (1990) as well as Taragola and Van Lierde (2010), a more detailed picture can be drawn: • Farmer’s characteristics (age, experience, personality, education) • Community culture (network, associations) • Farm characteristics (size, type, geography) • Goals and objectives (attitude towards learning) • Decision making and information management style (time, information sources ( number, intensity in use), extension usage, support from the outside) • Other element: trust As a rule of thumb, based on Nuthall it can be stated that with great probability farmers will keep seeking and collecting information until they actually feel that the cost incurred by continuing the search will exceed the benefits that can be secured by the information attained. However, this “marginal utility” approach is made more complex if we consider the knowledge base and experience of a farmer at any given time (e.g. if we apply this logic young farmers might need more information). At the same time it must be remembered that since it is difficult to attach economic value to information, the search process will mostly depend on the perception of the farmers, which means that the proportion of intuitive decisions is likely to increase significantly with experience (at least under the given circumstances).

24


Figure 2. Farm management, the “rich picture” (Sörensen et al, 2010)

Based on the above and what has been said prior to this, for those farmers who are open to learning and have no gap in their knowledge in regard to the applications (i.e. shares the opinion of the developers about the given system) and clearly take advantage of the use of the given application a straight path leads to IT use.

6. Conclusion Surprisingly enough, the factors influencing ICT use have barely changed in the last 30 years, since personal computers have become commercially available. More or less one can find the same old stories regarding computers, decision support systems (DSS) and internet-usage: the background of the farmer (demographic and other variables), the characteristics of the farm (size, complexity etc.), the cultural background and the local community. Every farm is different and the information strategy of every farmer is different so it is really hard to find solutions that fit in with the processes of the majority of the farms and farmers. One size does not fit all or even come anywhere close to it. If ICT use is not coupled with critical thinking and a clear concept, the desired results and a positive impact on farm management cannot be achieved, what is more, damage can be caused as happened in the case of industrial methods adopted without a critical approach. One of the key issues in regard to the diffusion of IT applications is the assessment of the information needs at any given time (Rockart, 1979). Only by targeting these needs (possibly after latent needs are explored and defined) can developments bring success. If this is accompanied by easy usability, trust and economic advantages, it can be expected that these applications and tools will be used, however, the characteristics of the given farm and the personal characteristics and attitude of the farm manager will play a significant role. The above focuses attention on the fact that the study of these phenomena must be carried out in the given environment: just as agriculture is inseparable from the soil and the place, the exploration of information-intensive agriculture is mainly a local, regional and country-wide task, since several cultural, legal and historical factors come into play at these levels. After carefully considering past experiences it must be said that in order to finally fulfil the potential of communication technology (and speed up information processes) we have to use the oft cited user-centric approach during the development of new applications, involving the farmers (bottom up) or at least define user groups or information patterns of farmers in a country or a region. One thing cannot be forgotten:

25


there always will be farmers who can not adopt ICT for various reasons (not perceived usefulness, complexity, preferring different information channels etc. etc.) even if it looks like it would be an advantage for them. There are other ways for them to utilise the benefits of the technology, for example through intermediaries (Csótó-Herdon, 2009). ICT-usage among farmers can be the way but not the goal itself. To sum up, information-intensive agriculture is fundamentally determined by information, knowledge and the decision-making farmers, in effect the human factor; therefore, studies aimed at the improvement of the situation of agriculture with ICT tools must be centred on the human element (and information).

References Alvarez, J., Nuthall, P. 2006. Adoption of computer-based information systems: The case of dairy farmers in Canterbury, NZ, and Florida, Uruguay. Computers and Electronics in Agriculture, 50(1), 48-60. Bawden D. 2001. Information and digital literacies: a review of concepts (Journal of Documentation. vol. 57, no. 2, March 2001, 218-259.) Behrens, S. J., 1994. A conceptual analysis and historical overview of information literacy. College and Research Libraries, 55(4), 309-322. Colliver, R. 2001. Building Networks. Report for the ’Working the Networks’ Project. Department of Agriculture, Western Australia, Perth, Australia. Csótó M., Herdon M. 2009. The Role of Intermediaries in the Success of Electronic Claiming for Farm Subsidies in Hungary. In: 7th World Congress on Computers in Agriculture and Natural Resources. Zazueta F. S., Jiannong Xin ed. Reno (Nevada), USA, 2009.06.22-2009.06.24. Michigan: American Society of Agricultural Engineers, 117-120. Eisenberg, M., Berkowitz, L. 1990. Information problem-solving. New Jersey: Ablex. Fountas S., Wulfsohn D., Blackmore B.S., Jacobsen H.L., Pedersen S.M. 2006. A model of decision-making and information flows for information-intensive agriculture Agricultural Systems 87 (2006) 192–210. Gladwin C.H. (editor) 1989. Ethnographic Decision Tree Modeling, Sage Publications Gurstein, M. 2003. Effective use: A community informatics strategy beyond the Digital Divide In: First Monday, Volume 8, Number 12 - 1 December 2003 Available at: http://firstmonday.org/htbin/cgiwrap/bin/ojs/index.php/fm/article/view/1107/1027 Harkin, M (sine anno): ICT Adoption as an Agricultural Information Dissemination Tool – An historical perspective http://departments.agri.huji.ac.il/economics/gelb-harkin-3.pdf Downloaded: 10th September 2010. Herdon M. 2009. Impacts of e-collaboration tools for development of rural areas. In: AVA Congress 4: International Congress on the Aspects and Visions of Applied Economics and Informatics. Nábrádi A., Lazány J., Fenyves V. ed. Debrecen, Magyarország, 2009.03.26-2009.03.27. Debrecen: Agroinform Kiadó, 952-959.(ISBN:978-963-502-897-9) Iddings, R., Apps, J. 1990. What influences farmers’ computer use? J. Ext. 28 (1), 19–21. Kilpatrick, S., Bond, L., Bell, R., Knee, J., Pickard, G. 2003. Effective farmer groups for defining best practices for sustainable agriculture. Published online at In: Vanclay, F., Fulton, A. (Eds.), Extending Extension: Beyond Traditional Boundaries, Methods andWays of Thinking. Proceedings of the Austrasia Pacific Extension Network 2003 National Forum, Tasmania, Available at: http://www.regional.org.au/au/apen/2003 Knight J.D., Wilkin D.R. 2004. A novel method for the delivery of information on the storage of malting barley Computers and Electronics in Agriculture 44 (2004) 133–144. Nash, E., Dreger, F., Schwarz, J., Bill, R., Werner, A. 2009. Development of a model of data-flows for precision agriculture based on a collaborative research project. Computers and Electronics in Agriculture 66 (1), 25–37. Niederhauser, N, Oberthu T, Kattnig S., Cockj. 2008. Information and its management for differentiation of agricultural products: The example of specialty coffee In: Computers and electronics in agriculture 6 1 ( 2 0 0 8 ) 241–253.

26

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Nuthall, P.L. 2004. Case studies of the interactions between farm profitability and the use of a farm computer In: Computers and Electronics in Agriculture 42 (2004) 19–30 . Offer, A., 2005. Introduction – computers and farming: vision and reality? In: Gelb, E.,Offer, A. (Eds.), ICT in Agriculture: Perspectives of Technological Innovation (online) Available at: http://departments.agri.huji.ac.il/economics/gelb-table.html . Öhlmér, B., 1991 On-farm computers for farm management in Sweden: potentials and problems In: Agricultural Economics, Volume 5, Issue 3, July 1991, Pages 279-286 Öhlmer, B., Olson, K., Brehmer, B., 1998. Understanding farmers’ decision making processes and improving managerial assistance. Agricultural Economics 18, 273–290. Öhlmér, B. 2001. Analytic and intuitive decision making – Swedish farmers’ behavior in strategic problem solving. In: Proceedings of the Third EFITA Conference, Montpellier, France.

Rab, Á. 2008. Digital culture – Digitalised culture and culture created on a digital platform In: Information Society From Theory to Political Practice. Coursebook, 183-201. Pintér R. ed. Gondolat – Új Mandátum, Budapest Rockart, J., 1979. Chief Executives Define Their Own Information Needs. In: Harvard Business Rogers, E.M. 1962. Diffusion of Innovations. The Free Press. New York. Sörensen C.G., Pesonen L., Fountas S., Suomi P., Bochtis D., Bildsře P., Pedersen S.M., 2010 A user-centric approach for information modelling in arable farming In: Computers and Electronics in Agriculture 73 (2010) 44–55 Taragola N.M. , Van Lierde D.F. 2010. Factors affecting the Internet behaviour of horticultural growers in Flanders, Belgium Computers and Electronics in Agriculture 70 (2010) 369–379 Zurkowski, P. G., 1974. The Information Service Environment: Relationships and Priorities, National Commission on Libraries and Information Science, Nov 1974, ED100391. Yongling, Z. 2004. Information service in rural China field surveys and findings. Bangkok: FAO.

27

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary

Dissemination of ICT research results in agriculture 1

Miklós Herdon , Tünde Rózsa

2

Abstract. The information flows and relations in agri-industry are very complex if we consider the institutes, industrial and commercial companies, banks, government, which are related to this sector. The higher education and research institutions play very important rule in research on ICT. It is essential to disseminate every research results in the agri-food sector. In the innovation systems several actors are seen as relevant to agricultural innovation, including agricultural entrepreneurs, researchers, consultants, policy makers, supplier and processing industries, retail, customers. Forces at play in today's economic and social environment create a need for greater communication and coordination among specialists in value-added partnerships. The dissemination of research and development on innovative information technologies in agriculture project is a part of the Social Renewal Operational Program, New Hungary Development Plan. This project can help the diffusion of R&D research results on ICT in agriculture. Keywords: innovation, rural development, dissemination, ICT.

1. Introduction Over the past two decades, there has been a substantial shift in the global innovation landscape. First, multinationals from developed economies are increasingly globalizing their R&D activities and are developing an “open innovation” model to source innovations from outside the firm, including from emerging economies. Several factors can be identified as drivers for this new landscape in global innovation. First, the increasing need for firms to respond to the market by developing innovative products quickly and at competitive costs requires sourcing of innovations and ideas from both within and outside of the firm boundaries, leading to initiatives such as open innovation. Second, MNEs have been increasingly internationalizing their research and development (R&D) activities through overseas R&D investments and alliances to: 1) take advantage of host country scientific and technological inputs, and 2) respond to local market needs and innovate closer to their product markets and manufacturing facilities. Third, emerging economy governments have provided favourable policies to encourage R&D investments by domestic as well as global companies. (Li and Kohikode, 2009). In the innovation systems perspective, several actors are seen as relevant to agricultural innovation, including agricultural entrepreneurs, researchers, consultants, policy makers, supplier and processing industries, retail, customers. These actors form networks, called innovation configurations to engage in a process of joint learning and negotiation to shape an innovation. In the innovation systems perspective, production and exchange of (technical) knowledge and information are not the only prerequisites for innovation; several additional factors play a key role, such as policy, legislation, infrastructure, funding, and market developments.

2. Innovation, dissemination, diffusion By definition, all innovation must contain a degree of novelty. The Oslo Manual distinguishes three relevant concepts: new to the firm, new to the market and new to the world. The first concept covers the 1

Miklós Herdon Hungarian Association of Agricultural Informatics, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 2 Tünde Rózsa Hungarian Association of Agricultural Informatics, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

28


diffusion of an existing innovation to a firm (the innovation may have already been implemented by other firms, but is new to the firm). Firms that first develop innovations (new to market or new to world) can be considered as drivers of the process of innovation. Many new ideas and knowledge originate from these firms, but the economic impact of the innovations will depend on their adoption by other firms. Information on the degree of novelty can be used to identify the developers and adopters of innovations, to examine patterns of diffusion and to identify market leaders and followers. In addition, innovation surveys often collect information on the developer of an innovation. This is different from questions on the degree of novelty as enterprises may develop innovations that have already been implemented by others. It therefore indicates how innovative enterprises are, but not necessarily how novel their innovations are. Rogers defines an innovation as "an idea, practice, or object that is perceived as new by an individual or other unit of adoption". Diffusion of Innovations is a theory of how, why, and at what rate new ideas and technology spread through cultures. The origins of the diffusion of innovations theory are varied and span across multiple disciplines. Rogers identifies six main traditions that impacted diffusion research: anthropology, early sociology, rural sociology, education, industrial, and medical sociology. The diffusion of innovation theory has been largely influenced by the work of rural sociologists. In the book Diffusion of Innovations, Rogers synthesizes research from over 508 diffusion studies and produces a theory for the adoption of innovations among individuals and organization. A communication channel is "the means by which messages get from one individual to another". "The innovation-decision period is the length of time required to pass through the innovation-decision process". "Rate of adoption is the relative speed with which an innovation is adopted by members of a social system" 2.1. Innovation models Yu at. al (Yu at al., 2003) proposed a mathematical model to describe the dynamics of three competitive products in the process of promoting adopters in the market. The E-commerce innovation analyzed via the hypercube innovation model (Wu, 2004). New information and communication technologies and emerging learning models have triggered a new wave of educational innovationelectronic learning (E-learning). Wu (Wu at al., 2008) studied utilizes a hypercube innovation model to analyze the differences in technology and learning models. The product of information and communication technologies (ICT) on Internet is an outstanding issue to scholars and practitioners because the adoption of product of ICT has altered the operation of business model and has driven an innovative diffusion. Especially the diffusion of the Internet has resulted in heavily rapid changes to most enterprises (Cheng at al., 2009). Different innovations may require quite different organizational efforts and may result in a multitude of competitive impacts. Calia at al. (Calia at al., 2007) analyzed two innovation types: incremental and disruptive innovations. Incremental innovations utilize current technology in the current market to strengthen current competencies. This type of innovation generates value by accumulative effect and by creating versatility. On the other hand, disruptive innovations frequently begin in limited markets, but, after technological improvements, they substitute current technologies and simplify the product and the value proposition. In Europe, small and medium size companies in the electronics hardware-based sector use almost twice as much of their R&D expenditures in partnerships than large firms do. However, these small and medium size companies are more cautious when choosing partners, because half of the partnerships fail and those companies do not have abundant resources to overcome unsuccessful projects. To understand the development of innovation processes in these knowledge-driven economies, one needs to focus on underlying processes of creating and sharing new knowledge. März at al. (März at al., 2006) used an evolutionary simulation model to achieve some insights into these innovation processes.

29


Companies rely on their ability to create new techniques or to improve their business processes in order to succeed in the market. This ability is based on the knowledge within the company represented as the individual knowledge of every employee and the culture within the organization. The organization structure, the culture and the people determine the way a company does business and thus the company’s knowledge. Another concept in this area is the ability of companies to absorb innovative ideas. One can reenforce this ability by strengthening one’s own research and development (R&D) activities to develop knowledge similar to the competitors’ or by creating gatekeeper functions which are responsible for external knowledge transfer. There is considerable literature about innovation, and various models have been suggested to describe its nature, such as product innovation and process innovation; radical innovation and incremental innovation; systemic innovation and component innovation; technology-push and market-pull; and more recently closed innovation and open innovation. Models can also be divided according to their innovation processes (linear models, chainlinked models, etc.), or according to the fitness for developed or developing countries, etc. Valuable ideas can come from inside or out of the company and can go to market from inside or outside the company as well. This approach places external ideas and external paths to market on the same level of importance as that reserved for internal ideas and paths to market during the Closed Innovation era (Lee at al., 2010). 2.2. Innovation models in agriculture In the innovation systems perspective, several actors are seen as relevant to agricultural innovation, including agricultural entrepreneurs, researchers, consultants, policy makers, supplier and processing industries, retail, customers. These actors form networks, called innovation configurations to engage in a process of joint learning and negotiation to shape an innovation. Involvement in effective networks is considered as key to innovation, as a broad review of literature on networking and innovation. In such innovation configurations or coalitions, agricultural R&D and KIBS are not the dominant providers of knowledge and information, but are amongst many stakeholders. In the innovation systems perspective, production and exchange of (technical) knowledge and information are not the only prerequisites for innovation; several additional factors play a key role, such as policy, legislation, infrastructure, funding, and market developments. A for-profit structure can damage the required impartial position of an innovation intermediary. In order to generate sufficient revenues, a for-profit firm needs to have a clearly visible role in the innovation process, whereas services such as problem diagnosis, needs articulation, gate-keeping, network brokerage, and knowledge brokerage are hard to make tangible and visible. This may force innovation intermediaries to execute activities that are more tangible, but which compete with the activities of those to whom they refer clients, i.e., they become sources of innovation and carriers of innovation. This makes them less credible in the eyes of providers of R&D and KIBS and reduces their access them. (Klerkx and Leeuwis, 2008). The key components of virtual agriculture and virtual R&D are the partnerships, that is, the teams or task forces that conduct the R&D and implement the resulting information and technology. The question is: how to organize and manage them, and how best to exploit their collective capabilities, is emerging as another specialty, a sub-discipline of management. Because value-added opportunities are created at the primary production level, farmers will be important partners in virtual agriculture. The success of agricultural initiatives will depend on the capability of the specialists and the degree to which their activities are coordinated, integrated, and focused. Research and development (R&D) efforts enabling and supporting complex commercial initiatives in agriculture also will be organizationally complex. They will require unusually close

30


relationships in which public institutions, local and regional development agencies are full partners in commercialization efforts. Like other suppliers/partners in these efforts, public institutions and agencies will provide unique capabilities and facilities. In this environment, it will be necessary to conceive, design, develop, and implement the technology transfer process as an integral part of the R&D process. Fully integrating technology transfer with other research and development functions will enable R&D teams to anticipate problems of implementing new technology, so that those problems can be addressed early in the R&D process. There are more impact factors (for example: technical, social and economical) for developing and diffusion of mobile internet applications (Szilágyi and Herdon, 2006). Some Living Lab concept based development may help more effective R&D (Wolfert at al., 2010).

Figure 1. Material and information relationships in the industry of agriculture in figures (Source: Holt and Sonka, 1994)

3. Dissemination project for diffusion of research results on agricultural informatics The Hungarian Association of Agricultural Informatics executes the project "The dissemination of research and development on innovative information technologies in agriculture" as a part of the Social Renewal Operational Program, New Hungary Development Plan. The objectives of the project are: • Development of a scientific website, that will disseminate the R & D and innovation results reached towards the economic sector. Furthermore, the aim is to provide information on the site's operational awareness. • The foundation of the electronic journal "Agrárinformatika/Agricultural informatics (Information technology in the agricultural sector)". • The publication of research results, publishing books of agricultural information topics. • Scientific international conferences, organization of national events. • Support the scientific work of students and young researchers. The results of the project receiving a range of two broad categories: • One target group of the project is those higher education institutions, departments, which are deal with relevant research topics and they are the legal members of the HAAI, furthermore we consider potential members as well as teachers in higher education / research persons and doctoral students of schools. The personal and legal members of the Hungarian Association of Agricultural Informatics are from academic institutions in which higher education is based on academic major, graduate school education in the context of the sciences dealing with research topics, and cultivated. These institutions are the University of Debrecen, Budapest Corvinus University, Szeged University of Sciences, Róbert Károly College, University of Pannonia, St. Stephen

31


•

University, University of West Hungary. The project will enable the opportunity to provide these teachers / researchers / students to the scientific results are published, peer-reviewed publications of research results recognition and dissemination. The another target group of the project are the government of agriculture, specialized administrative and corporate actors who can utilize the research results more effectively. The governance, public and specialized administration an important task using information systems they can give more efficient operation of the e-services to its users within the organization and external partners, customers, operators and farmers. In this task, participants in the systems and services development, operation researchers to take advantage of the results of studies. The farmers in these systems, their own economic development activities, more efficient, the necessary information is very important that the portal is to provide information support.

3.1. Education and Training on Agricultural Informatics as one background of the project The project proposal has been motivated by lunched educational programs in the past in Hungary. Looking back to 80s we started to teach computing subjects 30 years ago. After Introducing a few subjects we create specialization curriculum with applied oriented subjects (Herdon, 1997). During this period we developed more curricula and accredited education programs. The agricultural informatics university level training program was introduced into the Hungarian Higher Education system in the 2003/2004 academic year (Herdon at. al, 2003). Students started their studies in three sequent years in the University of Debrecen. Our five year experience confirms the aims, so 50% of the first students finished their studies in the 2007/2008 academic year. Based on our experience we developed a new BSc program, called „Informatics in agricultural administration” which started in 4 universities. Although the officers in the Ministry of Agricultural and Rural Development and other professionals expressed the demand for such training programs and experts the supported intake remains low. The facilities of graduated students to continue their studies on master level are not clear yet. The best solution could be a master similar to the former university level program. Another option could be a specialization in the Business Informatics Master program accredited by the Faculty of Informatics. In Hungary 3 universities, the University of Debrecen, Budapest Corvinus University and Szent István University have developed a BSc curriculum, namely an ‘agricultural engineer for informatics and administration’. In the training students have to get 180 credits. The rates of the credits among the main subject groups are the following: General knowledge 18%, Agronomy knowledge 13%, Public Administration 12%, Economics and related subjects, 15%, Informatics and specialized informatics knowledge 42%. We would like to introduce this training in the 2006/2007 academic year. On this course there are two specializations (two training directions) in the 3 academic years. Students can learn specialized knowledge in the public administration and informatics. In the informatics specialization they can learn the following subjects: Agricultural information systems: FADN, IACS, Market Information Systems, Statistical System; Internet application development; Information management; Management and organization; IT in food quality management; Management information systems; Expert systems; Project management; Remote sensing; Sector specific solutions. Other subject that can be chosen by students free have 9 credits and the value of thesis is 15 credits. 3.2. Doctoral Schools Doctoral Schools are important target group for the project. The publication of the results of research works is important both student and supervisors. It is important for colleagues who are doing researches on the same or related research are and for professionals who are working in practice. The field of domestic conditions do not permit publication of the peer-reviewed sciences journals for the publishing of publications and studies. The doctoral schools, the application of the main characteristics were collected, which may be useful in the preparation and implementation of the project.

32


Two Doctoral Schools at the University of Debrecen have an informatics subject (2 credit): The content of the informatics subject is the following: Information technology in agriculture, Databases, Database Management Systems, GIS, remote sensing, Computer Networks; Internet, Internet services; WWW; Research works: - Database creation tasks - to develop your own Web site – Studies on Agricultural informatics publications in relation to their own PhD research topic. The Business and Management Doctoral School deals with agribusiness, but the School is moving towards general business and management science direction. The research areas are the following: the wider macro-and micro-agribusiness, and rural development-related issues. It has an Information management subject (2 credit) and the content of it is the following: System and information theory; The organization and information systems; Information management concept; The information management tools; Data and database management systems, data mining; IT Infrastructure; Corporate information systems; Management information systems, business intelligence; Data and information management on the Internet; The information technology application in agribusiness; Information systems in agriculture. 3.3. The main part of the projects The project consist of 5 main parts which are showed by figure 2. There are two web portals. The first is the Scientific web portal which integrates the different publications, research results and events. The other one is the e-Journal (Journal of Agricultural Informatics) which is an online system and it has an international editorial board. The scientific Web portal contains links to the e-Journal and other information sources.

Figure 2. The workpackages of the project

The scientific information portal (http://tamop.magisz.org/) assures possibilities for the dissemination and awareness of higher education research and development, innovation results in the agri-foo sector. Moreover, it gives an opportunity for members and teachers, researchers and professionals of this field to ensure their active participation in professional fields. It offers services to individual and corporate members, as well as for those interested. The phases (or milestones) are on Figure 3.

33


Figure 3. Scientific Portal development plan

The main manu of the portal: • Project description • Journal of Agricultural Informatics • Conferences • Publications • News • User message • Partners • Document store

Figure 4. Publishing plan of Journal of Agricultural Informatics

The Hungarian / English language journal (http://journal.magisz.org/) publishes research and application results in advanced information technologies in agriculture. This niche journal improves scientific knowledge dissemination and innovation process. In Hungary in recent years, primarily for development and application of macro-systems (the EU information systems: IACS, Statistics, FADN, Market Price Information System, ...) there have been major achievements in this domain. However the companies and a significant part of farmers are lagging behind it. The aim of the journal is to fill this gap

34


by delivering results of research and best practices to the companies and farms. The task of the journal is to assist the publication of the farm management information systems and technologies, applied methods and knowledge. In addition, besides a number of other application possibilities, the food safety, the internet and mobile application are also important domains for the agri-food sector. A number of research institutions, university doctoral schools work on related topics to agricultural informatics. The journal will be a medium to ensure publishing the research results and help the information exchange between researchers and practical professionals. The peer-reviewed journal is operating with editorial board and trustees-advisory board. Studies on Agricultural Informatics book enhances the awareness on the topic of agricultural informatics studies by publishing the attained results of research work. It also helps to inform professionals in the field of agricultural informatics. Teachers and researchers of this field have a very limited number of opportunities available to share their research results with publicity. Since material resources for publications are restricted and English resources do not include research results on Hungary's domestic environment, it offers a useful opportunity for teachers/ researchers and the results of PhD research work to be divulged, published in study books. Conferences help to improve and assist professionals of the Hungarian non-profit and entrepreneur sphere to share experience with each other and to strengthen international connections by organizing international scientific conferences and domestic programs. The Hungarian Association of Agricultural Informatics has regularly organized conferences during its activity of 10 years, furthermore acted as a coorganizer in preparing and holding conferences. The project aims to improve the assistance of the professionals and the profession. Furthermore, its goal is also to ameliorate the opportunities of organizing international conferences in Hungary. The scientific work of students and young researchers will be supported by calls for proposals, the formation of awards and giving awards. To support talent, it plays an important role in the organization of national and local programs. The organization has been calling for tenders for five years now for thesis and Students' Scientific Conference papers. Today, more and more papers are written on the topics of the application of informatics in several fields of agriculture. The expansion of the association's activities is important because of the three following reasons. First of all, to be an incentive for obtaining high-level research works. Secondly, it provides opportunities for young researchers (PhD students) to be appreciated in the professional field. Furthermore, it acquaints the results of research work with a wide range of enquirers.

4. Conclusions In the innovation systems perspective, several actors are seen as relevant to agricultural innovation, including agricultural entrepreneurs, researchers, consultants, policy makers, supplier and processing industries, retail, customers. The higher education institutions play very important rule in applied ICT research and the innovation process too. Based on education and research potential of the higher education the Hungarian Association of Agricultural Informatics started a dissemination project for knowledge distribution to increase the efficient of innovation processes. The parts of the project should be successful because of they based on similar activities which were carried out in the past and successes which have been achieved during the first half period. We started the Journal of Agricultural Informatics, the Scientific Portal has been lunched, we organised different conferences and the number of student has been increased who participated in competition of scientific papers. And finally we would like to mention that the first volume of Scientific Studies in press.

35


Acknowledgements This work is sponsored by the following projects: TÁMOP 4.2.3-08/1-2009-0004 ("Innovatív információtechnológiák agrárgazdasági kutatási, fejlesztési, alkalmazási eredmények disszeminációja" - " Dissemination of Research Results on Innovative Information Technologies in Agriculture".

References Calia, R. C., Guerrini, F. M., Moura, G. L., 2007. Innovation networks: From technological development to business model reconfiguration. Technovation, Volume 27, Issue 8, August 2007, Pages 426-432 Cheng, C.-H., Chen, Y.-S., Wu Y.-L., 2009. Forecasting innovation diffusion of products using trend-weighted fuzzy time-series model. Expert Systems with Applications, Volume 36, Issue 2, Part 1, March 2009, Pages 1826-1832 Herdon M. 1997. Agroinformatics Curriculum and Education. Why and how we need training agri-informatics experts ? Demeter Conference. European Higher Education Conference on Virtual Mobility - Information and Communication Technologies in Agriculture and Related Sciences (Video conferencing), Gent-CopenhagenMontpellier, June 16-17,1997. Lecture. Real Audio on the DEMETER Proceedings, pp. 61-69. Herdon, M., Magó Zs. and Kormos J. 2003. Curriculum for Agricultural Engineers and Economists Specializing in Informatics Science. Is this a Good Way to Train Agri informatics experts? EFITA2003 Conference Debrecen, Hungary Debrecen, 2003 Július. 515-519 p. Holt, D. A., Sonka, S. T. 1994. Virtual agriculture: developing and transferring agricultural technology in the 21st Century. Site-specific management for agricultural systems: proceedings of Second International Conference, Minneapolis, MN, USA, March 27-30, 1994. Klerkx, L., Leeuwis. C., 2008. Balancing multiple interests: Embedding innovation intermediation in the agricultural knowledge infrastructure. Technovation 28 (2008) 364–378 Lee S., Park, G., Yoon, B., Park J., 2010. Open innovation in SMEs—An intermediated network model Research Policy, Volume 39, Issue 2, March 2010, Pages 290-300 Li, J., Kozhikode R. K., 2009. Developing new innovation models: Shifts in the innovation landscapes in emerging economies and implications for global R&D management. Journal of International Management, Volume 15, Issue 3, September 2009, Pages 328-339 März, S., Friedrich-Nishio, M., Grupp, H., 2006. Knowledge transfer in an innovation simulation model Technological Forecasting and Social Change, Volume 73, Issue 2, February 2006, Pages 138- 152 Rogers E. Diffusion_of_Innovations http://en.wikipedia.org/wiki/Everett_Rogers#Diffusion_of_Innovations Szilagyi, R., Herdon, M., (2006) Impact factors for mobile internet applications in the agri-food sectors, 4th World Congress On Computers In Agriculture, Orlando, 2006. 24-26 July. Proceedings. Published by American Society of Agricultural and Biological Engineers. LCCN 2006929870, ISBN 1-892769-55-7. ASABE 701P0606. pp.252-257. Wolfert, J., Verdouw, C.N., Verloop,, C.M., Beulens, A.J.M., 2010. Organizing information integration in agrifood—A method based on a service-oriented architecture and living lab approach. Computers and Electronics in Agriculture, Volume 70, Issue 2, March 2010, Pages 389-405 Wu, J.-H., Hisa, T.-L., 2004. Analysis of E-commerce innovation and impact: a hypercube model Electronic Commerce Research and Applications, Volume 3, Issue 4, Winter 2004, Pages 389-404 Wu, J.-H., Tennyson, R. D., Hisa, T.-L., Liao, Y.-W., 2008. Analysis of E-learning innovation and core capability using a hypercube model. Computers in Human Behavior, Volume 24, Issue 5, September 2008, Pages 1851-1866 Yu, Y., Wang, W., Zhang, Y., 2003. An innovation diffusion model for three competitive products Computers & Mathematics with Applications, Volume 46, Issues 10-11, November-December 2003, Pages 1473-1481

36


Portal for knowledge of agricultural informatics 1

2

Róbert Szilágyi , Péter Lengyel , Miklós Herdon

3

Abstract. The Hungarian Association of Agricultural Informatics (HAAI) executes the project "The dissemination of innovative information technologies, agro-economic research and development, adaptation results" as a part of the Social Renewal Operational Program, New Hungary Development Plan. The scientific information portal (http://tamop.magisz.org/) assures possibilities for the dissemination and awareness of higher education research and development, innovation results in the agri-foo sector. Moreover, it gives an opportunity for members and teachers, researchers and professionals of this field to ensure their active participation in professional fields. It offers services to individual and corporate members, as well as for those interested Keywords: portal, knowledge, dissemination.

1. Introduction The Hungarian Association of Agricultural Informatics (HAAI) executes the project "The dissemination of innovative information technologies, agro-economic research and development, adaptation results" as a part of the Social Renewal Operational Program, New Hungary Development Plan. Objectives: • Development of a scientific website, that will disseminate the R & D and innovation results reached towards the economic sector. Furthermore, the aim is to provide information on the site's operational awareness. • The foundation of the electronic journal "Agrárinformatika/Agricultural informatics (Information technology in the agricultural sector)". • The publication of research results, publishing books of agricultural information topics. • Scientific international conferences, organization of national events. • Support the scientific work of students and young researchers. • The results of the project receiving a range of two broad categories: • One target group of the project is those higher education institutions, departments, which are deal with relevant research topics and they are the legal members of the HAAI, furthermore we consider potential members as well as teachers in higher education / research persons and doctoral students of schools. The personal and legal members of the Hungarian Association of Agricultural Informatics are from academic institutions in which higher education is based on academic major, graduate school education in the context of the sciences dealing with research topics, and cultivated. These institutions are the University of Debrecen, Budapest Corvinus University, Szeged University of Sciences, Róbert Károly College, University of Pannonia, St. Stephen University, University of West Hungary. The project will enable the opportunity to provide these 1

Róbert Szilágyi University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 2 Péter Lengyel University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 3 Miklós Herdon University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

37


•

teachers / researchers / students to the scientific results are published, peer-reviewed publications of research results recognition and dissemination. The another target group of the project are the government of agriculture, specialized administrative and corporate actors who can utilize the research results more effectively. The governance, public and specialized administration an important task using information systems they can give more efficient operation of the e-services to its users within the organization and external partners, customers, operators and farmers. In this task, participants in the systems and services development, operation researchers to take advantage of the results of studies. The farmers in these systems, their own economic development activities, more efficient, the necessary information is very important that the portal is to provide information support.

2. What is a Portal? First of all we have to declare the narrow and tight definition of the portal. Initially, the term portal was used to refer to well-known Internet search and navigation sites that provided a starting point for web consumers to explore and access information on the World Wide Web. The original portals were search engines. The initial value proposition was to offer a full text index of document content and a chance to take advantage of the hyperlinking capabilities built into the web protocols. Internet navigation sites, represented the next phase of portal development. The term "Internet portal" (or "web portal") began to be used to describe the mega-sites because many users used them as a "starting point" for their web surfing. The term "search engine" had become inadequate to describe the breadth of the offerings, although search and navigation are still pivotal to most people's online experience. Compared to the original Internet search engines, Internet portals offer a more structured, navigable interface. Browsing an organized hierarchy of categories developed by people (rather than computers) who scoured the Internet for relevant and useful Websites is more effective than issuing a keyword search against the entire Web. While these public Internet portals continue to flourish, the market for portal technology is increasingly focused on the better delivery of corporate information. Portal technology has significantly matured since the public search sites were first built, and has been used to build a diverse range of portal types, including specialized portals, workspace portals, marketspace portals, knowledge portals, etc. 2.1. Definition of Today’s Portals Traditionally, a portal denotes a gate, a door, or entrance. In the context of the World Wide Web, it is the next logical step in the evolution to a digital culture. Web pages are not completely self-referential anymore, but allow for personalization, workflow, notification, knowledge management and groupware, infrastructure functionality, and integration of information and applications. The idea of a portal is to collect information from different sources and create a single point of access to information - a library of categorized and personalized content. It is very much the idea of a personalized filter into the web. Portals are often the first page the web browser loads when users get connected to the Web or that users tend to visit as an anchor site. They offer users a surplus value of service based on the features of classic search engines: a well trained concierge who knows where to search and find; a well-assorted newspaper kiosk that keeps the latest market information about the surfer’s personal stocks ready; free communications possibilities like email or discussion boards. Thus, the traditional virtual roadhouses -the search engines- become feel-good entrance halls, a gateways to the internet, easy, one-stop embarkation points for the daily Web-surfing sessions. The hope behind the idea of a portal: surfer start their voyage into the web in a modern entrance hall, and preferably find their way back to the starting point without major difficulty.

38


2.2. Major Functions of Portals According to the analyst and consulting company Ovum - as described in their study "Enterprise Portals: New Strategies for Information Delivery", 2000 - the ideal portal is based on eight functionality areas: • search and navigation • information integration (content management) • personalization • notification (push technology) • task management and workflow • collaboration and groupware • integration of applications and business intelligence • infrastructure functionality Although most of the functionality is not new, what is new is the idea that the business value of the whole is considerably more than the sum of its parts. Thus, a successful portal does not only consist of either a good collaboration support or a good integration of the information sources. Rather it consists of just like a successful cooking recipe - a well-integrated mixture of the basic portal functionalities. 2.3. Architecture of Portals The basic architecture of portals is depicted in Figure 1. The middle part encompasses all the functionalities and services of an ideal portal, the horizontal portal. These functionalities should at least in part be fulfilled by any portal, no matter how narrow its focus. The bottom part - connectivity services should be able to integrate any data type that comes into question. Finally, the upper area corresponds to the user interface which enables the presentation of all data and applications.

Figure 1. The basic architecture of portals

2.4. HAAI Portal The scientific information portal assures possibilities for the dissemination and awareness of higher education research and development, innovation results in the economic sector. Moreover, it gives an opportunity for members and teachers, researchers and professionals of this field to ensure their active participation in professional fields. It offers services to individual and corporate members, as well as for those interested. The structure of HAAI Portal is illustrated by Figure 2. The portal content and functionality reflects the HAAI and the activities undertaken in the project objectives. Accordingly, we developed the structure of menu. The registered users of the portal reached all the functions depending on the user rights.

39


Figure 2. Structure of HAAI Támop Portal

The scientific information portal (http://tamop.magisz.org/) assures possibilities for the dissemination and awareness of higher education research and development, innovation results in the agri-foo sector. Moreover, it gives an opportunity for members and teachers, researchers and professionals of this field to ensure their active participation in professional fields. It offers services to individual and corporate members, as well as for those interested. The main menu of the portal: • Project description: we publish the objectives of the project. • Journal of Agricultural Informatics: this is a link to the scientific journal. • Conferences: this side shows our conferences, partner conferences and professional meetings. • Publications: here we can find studies an Agricultural Informatics, conference proceesings, edited issues’ Journal of Agricultural Informatics and other proceedings and books. • News: we can tell the latest news here. • Message board: this is possibility for the users to send message event notification to the editors. • Partners: this is a list from the associated organizations and legal members. • Document repository: this is a system for the documents with different user rights. In the portal development we tried to meet the up to date requirements: • Interoperability • Scalable • Modular portal • Easy to use • Social network • Web 2.0 applications (Facebook, RSS)

40


The portal image intended to express the activity of the Hungarian Association of Agricultural Informatics and it can be harmonized with the objectives of TÁMOP project (“Innovative Information Technology, Agro-economic research”). 2.5. Document repository We have used an open source, sophisticated storage and archiving system called PolDoc which enables users in a network to upload and download files that are associated with meta data stored in a MySQL database. Thus users can easily search for documents and files via the quick search bar or an embedded search engine. Open-source software (OSS) is computer software that is available in source code form for which the source code and certain other rights normally reserved for copyright holders are provided under a software license that permits users to study, change, and improve the software. Open source licenses often meet the requirements of the Open Source Definition. Some open source software is available within the public domain. Open source software is very often developed in a public, collaborative manner. Open-source software is the most prominent example of open-source development and often compared to (technically defined) user-generated content or (legally defined) open content movements. The term open-source software originated as part of a marketing campaign for free software. System Features: • User Management: the Administrator can set particular roles for users and control where they may upload files. • Categories: the document store can be subdivided into a hierachical tree and populated with documents. • Cat-From-Dir: you have already a bunch of files in a complex directory structure? Use Cat-FromDir and the PDDMS recursively descendants into the subdirectories and adds them to the database. • Submit Links: if you just want to give a pointer to a ressource you can upload links. No files are submitted to the system, only an entry in the database is made. • Set document expiration time: sometimes you want to signal that a document is outdated and needs an update. The field "expires" takes care of this. Just enter a date and if it's exceeded the document is tagged with an expiration warning and added to the list of documents expired. 2.6. Journal of Agricultural informatics The Hungarian / English language electronic journal (http://journal.magisz.org/) publishes research and application results in advanced information technologies in agriculture. This niche journal improves scientific knowledge dissemination and innovation process. In Hungary in recent years, primarily for development and application of macro-systems (the EU information systems: IACS, Statistics, FADN, Market Price Information System, ...) there have been major achievements in this domain. However the companies and a significant part of farmers are lagging behind it. The aim of the journal is to fill this gap by delivering results of research and best practices to the companies and farms. The task of the journal is to assist the publication of the farm management information systems and technologies, applied methods and knowledge. In addition, besides a number of other application possibilities, the food safety, the internet and mobile application are also important domains for the agri-food sector. A number of research institutions, university doctoral schools work on related topics to agricultural informatics. The journal will be a medium to ensure publishing the research results and help the information exchange between researchers and practical professionals. The peer-reviewed journal is operating with editorial board and trustees-advisory board.

41


3. Conclusion In our essay we would like to show few existing agricultural scientific portal. We have to recognise the useable parts and we have to follow the current best practises. Our main goal to create a useable, farmerfriendly scientific portal.

References Contentmanager.eu.com: What is Portal?, http://www.contentmanager.eu.com/portal.htm Herdon M, Csótó M 2009. The Role of Intermediaries in the Success of Electronic Claiming for Farm Subsidies in Hungary. In: Fedro S Zazueta, Jiannong Xin (Ed.) 7th World Congress on Computers in Agriculture and Natural Resources. Reno (Nevada), USA, 2009.06.22-24. Michigan: American Society of Agricultural Engineers, pp. 117120. Nábrádi, A., 2007. Science and higher education. Scientific journal on agricultural economics. 51st 2 issue, 66-76.p. HUISSN:0046-5518 OECD, 2009. Network Developments in Support of Innovtion and User Needs. Directorate. for Science, Technology and Industry. Committee for Information, Computer and Communications Policy. 09-Dec-2009. DSTI/ICCP/CISP(2009)2/FINAL, OECD©2009. Wikipedia: Open Source software, http://en.wikipedia.org/wiki/Open-source_software Wolfert, J., Verdouw, C.N., Verloop,, C.M., Beulens, A.J.M., 2010. Organizing information integration in agrifood—A method based on a service-oriented architecture and living lab approach. Computers and Electronics in Agriculture, Volume 70, Issue 2, March 2010, Pages 389-405

42


MBA in agribusiness – The role of e-learning Zsolt Csapó, László Kárpáti, László Kozár, András Nábrádi 1 Abstract. The MBA training started 14 year ago as a successful Tempus project with the participation of universities in Warsaw (Poland) and Prague (Czech Republic). University of Debrecen (Hungary) joined quite soon to the International MBA Network. Since that time the Network has developed into an efficient way of upgrading the management knowledge of young managers mainly in Central and Eastern Europe. However, the main message of this paper is that the MBA is not only a way of improving the business skills of the students, but also an effective way of intensifying the participating teaching staff’s contacts (personal and web based) within the Network, as well as with the globalised world of business. In this way the Network works as a highly needed medium of communication in the field of business between theory and practice and therefore is an effective tool in life long and e-learning. Keywords: MBA, life-long learning, e-learning, business skills

1. Introduction International MBA Network is an open Network of academics and professionals from universities and related institutions dealing with education and research in agribusiness. At the moment the Network has participant institutions from Europe (Poland, the Netherlands, Ukraine, Hungary, Portugal, United Kingdom, Czech Republic, Germany, Ireland, Croatia and Serbia) and one partner from the United States and is active mainly in Central and Eastern Europe. The main objective of the Network is to set standards for the programmes overseen by the Network based on the best practices and accredit them on the basis of these standards. The International MBA Network was established in 1995.

2. E-learning via AGRIMBA website E-learning has a well developed approach to the creation and sequencing of content-based, individual learner, self-paced learning objects. While definitions of e-learning vary, the main elements tend to include greater focus on context dimension of e-learning, a more activity based view of e-learning, and greater recognition of the role of multi-learner environment [4]. AGRIMBA won EU Leonardo funding in 2004. The proposal was to develop teaching and learning materials in the programme to a common approved standard. Flexible learning materials including subject workbooks, case studies, exercises and other teaching materials are placed on the Website to be accessible by both academic staff at the various institutions and participating students. In order to improve the quality of teaching a set of commonly approved, standardized teaching materials has been developed. Specifically the project was designed to develop: • Handbooks for modules taught within 7 courses of the MBA programmes: Public Policy, Economics, Management, Marketing, Finance, Operational Methods and International Agribusiness • Case study material suitable for Pan-European learning • Distance Learning materials to support traditional teaching methods. All the above mentioned materials have been published on the AGRIMBA website: http://agrimba.sggw.waw.pl (Figure 1). 1

Faculty of Applied Economics and Rural Development University of Debrecen Debrecen, Hungary

43


Figure 1. Homepage of AGRIMBA, source. [5]

Based on this project, the unification of the educational standards will further be emphasized and this makes the student exchange and mutual credit recognition even more simple. Each member of the Network may use the materials free of charge. After logging in, all the distance learning materials are available, as well as forum and other platform can be used to exchange and share information. Life-long learning becomes more and more important [3]. A lifelong learning tool should have the following characteristics: • it should be part time; • it should be post-experience; • it should be modular; • it should include soft skills; • it should relate to working practice. Through a part time programme it is possible for the student to keep on working and studying simultaneously. For most of the students it is not an attractive option to give up employment and income for a study. A part time study facilitates the financial feasibility for the study, even more because it may be attractive for the employer to co-finance the employee’s study plans. Post-experience programmes aim at teaching the student competences that are needed for a better position in the labour market. It may be that the knowledge of the student is obsolete or that managerial qualities are required to improve his/her position. The modular approach ensures that the student can take one subject at the time and that he can determine his own study pace. Each module should be concluded with a separate certificate. All certificates together will give the student the diploma. The soft skills (including language skills) are important to teach the student to communicate with colleagues from different background.

44


The soft skills are also important to develop the so-called soft capital in a region. It has been shown that it is not only the hard capital (machines, roads, buildings) that is important in regional economic development, but also the soft capital (communication between people, trust, etc.) [1]. The Network itself is a very good example of soft capital in action. Language, especially English, becomes more and more important in the globalising international business, therefore language skills are important for managers. The higher in the hierarchy of a company the more important soft skills become. If we take a look at the 5 requirements of a life-long learning tool we may conclude that the present MBA programmes offered by AGRIMBA fulfil these requirements fairly well. E-learning systems should be designed in a way that they provide easy access to all levels of learning objects from atomic to the most complex structures in the learning process [2]. The AGRIMBA website and its e-learning materials support the communication. Figure 2 shows that all the course materials as well as Distance Learning Materials (DLM) are available on the Website.

Figure 2. Structure of a course, Source: [5]

Topic outline of DLM can be seen in Figure 3.

45


Figure 3. Topic outline of a course (Marketing), Source: [5]

Each topic outline contains „Problems and case studies”, questions for self study/self assessment as well as questions for group/forum discussions. In case of self assessment, students can upload their answers and send it to the teacher. In this way the whole learning process can be made electronically. Teaching materials can also be downloaded by the students, see Figure 4. As it can be seen from the above shown figures, the website is really suitable for e-learning and also for the related communication. Yearly about 150-200 students and teachers of the Network visit the AGRIMBA website regularly. The learning process starts with a so-called traditional way of learning. Students have classes in small groups (20-30 students in each group) and then the education continues with e-learning. The teaching materials of the contact classes can be downloaded from the website, as it was mentioned before, so thus students can practice the given topic with DLMs using the e-learning platform. Since the communication is available between students and teachers through the website, the whole learning process is very effective. The combination of the so-called traditional way of learning with e-learning was very successful in the last few years. The AGRIMBA and its learning methods exist in several European Union countries, such as in Poland, Czech Republic and Hungary. The other Network partners for example from United Kingdom, USA, The Netherlands take part in the educational phase, namely providing teachers. They are also very active in the e-learning part of the programme.

46


Figure 4. Student’s platform of the website, Source: [5]

In the last 5 years three European Union Tempus projects had been carried out with the participation of most of the AGRIMBA partners. These projects targeted the extension of the MBA programme and its way of learning in three European countries: Croatia, Serbia and Montenegro. Two of the projects has been finished and the programmes are accredited. Further extension of the Network, as well as development of the e-learning methods is the main plans for the future.

References S. Beugelsdijk and T. Van Schaik, “Differences in Social Capital between 54 Western European Regions”, Regional Studies, 2005, Vol. 39.8, pp. 1053-1064. Z. Cebeci, Y. Erdogan and M. Kara, “TrAgLor: A LOM-Based Digital Learning Objects Repository for Agriculture”, in Proc. of the 4th International Scientific Conference, elearning and Software Education. 2008 University Publishing House, Bucharest, Romania, pp. 125-129. J. Field, “Lifelong learning and the new educational order”, Trentham Books, 2005. P. Lengyel and M. Herdon, “Implementing Learning Design by lams to improve teaching and learning”, APSTRACT Applied Studies in Agribusiness and Commerce, 2009, Vol.5-6, Agroinform Publishing House, Budapest, Hungary,. pp. 21-24. http://agrimba.sggw.waw.pl

47


ICT and farmers: lessons learned and future developments Alexander B. Sideridis, Maria Koukouli and Eleni Antonopoulou 1

Abstract. Information and Communication Technologies (ICT) evolution is well advancing Moore’s Law prediction of geometric progression of computer performance indexes. Indeed, these technologies are not only fast developed but, in addition, are giving birth to newer ones nicely branching existing “old fashion” ICT systems and tools. These innovations of ICT are not only regenerating traditional sciences, like Agriculture, and practices, like farming, but also, awake well neglected human sensitiveness and indifference for poverty, environmental protection, climatic deterioration issues and the future of our planet as a whole. To refer to a few examples of these innovations affecting Agriculture and Environmental Sciences: Cloud Computing provides equality in resources management and exploitability to small budget farms against the big ones. Web2 browser allows, as a platform, effective runtime environment and considerably easy access to applications by farmers lacking proper education and training. Parallel Computing brings exponentially increased core processing to low-end computers facilitating the use of huge computer power by small agricultural research units. Never the less agricultural and farming communities, in their majority, do not adopt new ICT tools and systems to the degree required for substantial agricultural development. In this paper, experience gained over the years is used to evaluate and reason poor performance in the area of applicability of ICT innovations and tools by the vast majority of farmers throughout the world. Keywords: ICT in Agriculture, digital divide, agro education, farming.

1. Introduction For the last thirty years there is a lot of discussion about the important role that Information and Communication Technologies (ICT) could play for a more effective application of new policies and practices in Agriculture and related activities. The emphatic application of ICT innovations in all those areas is one of various and persistent efforts to positively react to an accumulation of problems to politically neglected areas of farming, environmental degradation, resources deterioration and elimination worldwide. Indeed, a considerable amount of money has been spent by international and national organizations funding projects aiming not only to use but also to develop tailor-made ICT software and hardware systems and tools in support of the above practices. At the same time, scientists of the field throughout the world believed that ICT systems may comfort life in rural and remote areas, increase agricultural production, improve farmer’s income and contribute much to their quality of life and willingness to live in rural areas. Information technologies have penetrated and highly affected the development of science even if in theoretical and philosophical areas of human pursuit. Their attribute is catholically recognized even by their opponents. No one could possibly argue on the subject of the progress made by medical science and its successes in diagnosis and cure of incurable considered being diseases due to the application of ICT. Philosophical ideas, cultural achievements, poetry and literature, arts are now shared by anybody via internet and its web services. On the contrary, farming communities are persistent in refusing the full exploitation of ICT systems in their day-to-day practices. Internet and web services are not used by the majority of farmers of a substantial number of countries in spite the availability of the appropriate infrastructure in rural areas. Is it a problem of digital divide and, if it is so, how could one explain their kin in using -in those countries lacking behind computer technology- sophisticate mobile technology and very 1

Informatics Laboratory, Agricultural University of Athens, 75 Iera Odos str., Athens 118 55, Greece as/mkou/[email protected]

48


recent technological innovations like the voltaic technology? Why ICT are not fully used for environmental protection, while agriculture – one of the main contributors in contamination of rural areasis not seriously considered and monitored by ICT in order to avoid unacceptable human activities and practices? Why still the young generation refuse to willingly follow farming activities of their parents and are moving, even if these days, to non-rural areas neglecting environmental disadvantages, career projects and quality of life as a whole? Could proper syllabus of the educational system of all grades (from the primary level to the university level) contribute to the elimination of the problems? ICT evolution is well advancing Moore’s Law prediction of geometric progression of computer performance indexes. Indeed, these technologies are not only fast developed but, in addition, are giving birth to newer ones nicely branching existing “old fashion” ICT systems and tools. These innovations of ICT are not only regenerating traditional sciences, like Agriculture, and practices, like farming, but also, awake well neglected human sensitiveness and indifference for poverty, environmental protection, expected dramatic climatic changes and the future of our planet as a whole. To refer to a few examples of these innovations affecting Agriculture and Environmental Sciences: Cloud Computing provides equality in resources management and exploitability to small budget farms against the big ones. Web2 browser allows, as a platform, effective runtime environment and considerably easy access to applications by untrained satisfactorily farmers. Parallel Computing brings exponentially increased core processing to low-end computers facilitating the use of huge computer power by small agricultural research units. Certainly education, training and e-services play a very important role for ICT adoption by Agriculture and related areas of science (Sideridis, 2002, 2006, 2009). Easy access to information, knowledge and eservices is a key factor. Availability of agricultural information, knowledge and services: plenty. Never the less, digital divide is still affecting a considerable portion of agricultural communities and farmers are digitally marginalised. Therefore, it is important to examine existing, design and develop new farm oriented tools based on the recent advances of ICT so that this knowledge and services will be easily accessed and fully exploited. In this paper, experience gained in the field of ICT in Agriculture over the last thirty years is used to evaluate and reason poor performance in the area of applicability of ICT innovations and tools by the vast majority of farmers throughout the world. Since ICT adoption by farmers, through proper training and education, is a critical factor for renewal of agricultural and farming practices, historic data related to major advances in agriculture are given and confronted with those of ICT educational tools developed the last three decades in sections 2 and 3 respectively. Section 4 is focussing in training educational digital libraries, portals and repositories as the main ICT tools to today’s avenues towards narrowing existing gap and digital divide barriers. Finally, in section 5 an attempt is made through the conclusions to provide answers to unanswered questions in relation to poor financial performance and growth of countries with an agricultural background and a profile of insignificant ICT support in agricultural practices. The reasons behind related problems -for such prestigious and socially well established in the past communities of farmers to decline- are analysed and an answer through, new means of education, is proposed.

2. Major advances in Agriculture The last three decades of 19th century constitute a significant period for the agricultural field in Europe and the whole world (See Table 1). In the past, before this period, the population growth as well as the scarcity of the land has led to increased efforts in order to raise the production output per hectare. In the period 1870-1914, the process of the “modern economic growth” led to a strong land-saving direction, supported by the technological progress made in the field of agriculture. The innovative chemical fertilizers, the concentrated feeds as well as the use of new modern tools and machinery, and the cooperative movement strengthened the position of the farmers and contributed in the growth of the agricultural productivity (Zanden, J. L., 1991).

49


In the period 1914-1950, war technology was used in industry and agriculture, leading to the agricultural mechanization and the sufficiency of wheat while, on the other hand, the rise of the industrial era resulted in the reorientation of the workforce from farming to industry. These facts led to a gradual decline of the farmers’ social status. Finally, from 1950 until present, rising economies mainly based in industry were slowly diminishing the role of agriculture and farming in building financially strong economic communities. The emergence of new technologies and the focus on the industry, as well as the lack of proper education for the farmers in the new innovative tools and methods, caused the digital divide of people living in rural areas. In the following table the status of the agriculture is pictured according to the period of time, from 1870 until present. Table 1. Major “green” steps

Era 1870-1914

1914-1950

1950-present

Status • • • • • • • • • •

1st Green revolution in agriculture. Innovations strengthened the position of small family farms (land-saving). Growth of agricultural productivity (labour intensity). Industrial era. Agricultural mechanization (war technology used in industry & agriculture). Sufficiency of wheat. Reorientation of the workforce from farming to industry (centralization). Decline of farmer’s social status. Digital era. Digital divide.

3. ICT fostering agriculture One sixth of the population of our planet, approximately one billion people, leaves in poverty and hunger, every six seconds one child on earth is dying (Diouf, J., 2010). These terrible statistics do not only show human indifference, insensibility and cruelty. They also magnify the important role of agricultural productivity. Increase of agricultural production could fight poverty. Therefore, any means towards this end should fully be exploited. Technology is the answer and ICT in particular could contribute much in achieving this goal. During the last twenty years policies have been adopted so that farmers should not be feeling neglected. Instead, they should be fully supported and change their profile. A business profile seemed to be the appropriate one. By this change, was expected to significantly improve farmer’s income. They should not only produce, but they should also sell their production. The role of the intermediates should thus be reduced and farmers could make a better profit. Another approach and alternate policy in keeping agricultural production alive was to fully subsidise it. Those farmers that supported their farming activities and their cultivars by making good use of available information, knowledge, existing information systems and tools had increased their productivity. If they were also capable of using e-services, e-commerce applications, existing portals etc., then they had benefited a lot as promoters and sellers of their agricultural products. Unfortunately, farmers of the above category represent a very low percentage, close to zero for countries left technologically behind. Simply,

50


the large majority of farmers ignored ICT and could not efficiently increase their income. Those relying to subsidies are now -that subsidies period is close to end- collapsing down. As a more terrifying result of this disappointment of farming communities came urbanism. Farming land was devastated. During the same period of agricultural deterioration for farming communities refused to adopt advances in technology, information and communication sciences made spectacular progress in reaching human needs in all aspects of life. On the other hand, medical science made tremendous advances in diagnosis and cure as well as in reducing human diseases suffering. Medical and agricultural sciences’ advances (human life and human nutrition safeguards respectively) show the importance and significance of ICT application and its benefit to humans respectively. Apart from agriculture, closely related sciences like environmental and food sciences have not also been supported by ICT tools. Digital technologies and tools like RFID applications for example in animal husbandry and production are unknown territories, decision support systems, geographical information systems, remote sensing applications, web services e-government services, web and mobile computing applications for real time information, artificial intelligence applications, are fully ignored. Multimedia, portals and one shop stop centres for various operations in agriculture are known as academic exercises.

4. ICT in Education: From past to present During the period of 1975 to 1985, ICT emerges in the field of education in the form of local user interaction using behaviourist approaches for learning through instruction to programme in order to build tools and solve problems. During this period ICT is present in a Computer Assisted Learning form (CAL) (see Table 2). The period of 1983 until 1990 the use of ICT in education evolves using the innovations of that time, introducing the Computer-Based training where the previous CAL models are combined with interactive multimedia courseware. The dominant model used during this period is the passive learner while constructivism influences the design and use of the educational software of that time. As the Web technologies emerge from early ‘90, a rapid development of web based training methods occurs in the field of education. New forms of education are introduced, such as the Internet-based content delivery which is used in e-learning courses. The learner now interacts through the ICT tools provided and therefore has an active role in the educational procedure. In particular, from 1995 until present, the web based training evolution includes the delivery of Internet-based flexible courseware, characterized by increased interactivity for the learner. More recently, during the last decade, more comprehensive interactive web platforms and multimedia applications have been developed and are freely available to the public. These systems use English as the dominant language and a great percentage of them are of global coverage. Nearly half of them offer search services on various thematic areas. Important Agricultural areas on crops and animal production and health are fully covered and are addressed to target groups including policy makers, consumers, farmers, extension officers, students and pupils. Selected and scientifically filtered reliable and upgraded knowledge and information is available through these systems covering any possible need of the above stakeholders. Digital Libraries (reports, studies, papers and legislations), directories of links, agencies, monitoring organizations legislation, law and administrative documents are platforms and systems developed recently with a tendency to spread horizontally to new areas of scientific and industrial communities. Agricultural systems of this kind are now gradually appearing and include market reports, trends, product prices, online shops and market directories.

51


Table 2. ICT tools in education (1975-present) The changing focus of educational technology over the past 30 years. (Charp, 1997; Herrington, Reeves et al., 2005; Leinonen, 2005; Mortera-Gutiérrez, 2006; Nicholson & Mc Dougall, 2005; Pilla, Nakayama et al., 2006; Thomson, 2005).

Era 1975-1985

Focus

Educational characteristics Behaviourist approaches to learning and instruction; programming to build tools and solve problems;

Programming; Drill and practice; Computer-assisted learning –CAL.

1983-1990

1990-1995

1995-present

local user-computer interaction.

Use of older CAL models with interactive ultimedia courseware; Computer-Based Training; Passive learner models dominant; Multimedia; Constructivist influences begin to appear in ducational software design and use. Internet-based content delivery; Active learner models developed; Web-based Training Constructivist perspectives common; Limited end-user interactions. Internet-based flexible courseware deliver; increased interactivity; E-Learning and social online multimedia courseware; networking Distributed constructivist and cognitive models ommon; Remote user-user interactions.

5. Conclusions In the last thirty years there has been amazing progress on ICT systems, tools and methodologies. Innovations in hardware and software have generalized the use of digital technologies and systems in every aspect of human intervention and activities. E- Government services have simplified complex transactions, automation makes arduous processes routine’s work. Networking, Internet and web offer global infrastructure for any kind of worldwide communication and interaction (Sideridis, A. B., 2002, 2008, 2009), (Sideridis, A. B., et al., 2009). Social networking brought humans closer to a better understanding and reduces distance barriers. All this technological revolution affecting so impressively human life is enjoyed by hardly half the population of our planet. For the other half, innovations of this kind remain a dream, an untouched reality primary due to lack of internet connectivity. This division of today’s world is should not astonish us. Consider the high percentage (20%) of world’s population starving to death. In conclusion, we should never forget that one billion people have no enough food and it is obvious that developments in agriculture is the only way for solving the problem of people’s starvation.

52


Table 3. Networking applications development: The transition from the traditional communication approach to the new web communication tools that can be used in the field of agriculture.

Communication approach

Traditional

Examples of web (Web 2.0) tools

agricultural applications

One-way communication

Web page,

Newsletter, One-way text

Targeted email campaign,

FarmNote,

SMS messaging,

book

RSS Feeds

Movie/video, One-way audiovisual

Podcast,

field day,

Webcast

seminar Two-way communication

Blogs, Two-way text

Letter,

eSurvey,

survey

Wiki, Chats (Twitter)

Two-way audiovisual

Video Chats (Web-conference),

Workshop,

Social networking (Facebook),

forum

Photo sharing

In a considerable number of countries, technological innovations have not been adopted by farmers. Although Agriculture seem to be a first priority subject of political agendas and common policies and measures have been designed by international organizations, like the European Union and FAO, developments do not stop or, at least, reduce an agricultural deterioration. Digital divide remains still a problem for agriculture and farming communities in spite of being, quite often, the subject of lengthy debates of many world forums organised be the United Nations, IMF, the World Bank, OECD, FAO, Agricultural Universities and international and national agricultural associations.

53


Education and new forms of training for farmers will certainly eliminate the problem. Change of farmer’s profile, through appropriately designed training courses, to a more businesslike, will certainly improve his income and keep his farm going. In this new role, farmers undoubtedly will -and have tomake full use of ICT’s new advances. Therefore, further effort is needed (i) to sweep away scarce of expertise on ICT by farmers’ advisors and (ii), through them, to sweep away scarce of farmers on ICT. Expected improved adaptive capability of farmers and new, recently designed ICT training tools, will then be used to bring farmers to the desired level of digital literacy. European projects’ results applied to particular agricultural areas of interest in this field, like those of Bioagro (Sideridis, A. B., 2006) and Organic Edunet (Patrikakis, Ch. Z. et al., 2008), will certainly contribute much to the above aim in life of ICT experts in Agriculture.

References Charp, S. 1997. Some reflections. (the 30-year history of computers in education). T H E Journal (Technological Horizons In Education), 24(1), 8-11. Diouf, J. 2010. Oral presentation of Dr. Jacques Diouf, General Director of FAO, on the occasion of being nominated honorary doctor of the Agricultural University of Athens,. Athens 6 October, 2010. Herrington, J., Reeves, T., R. Oliver. 2005. Online Learning as Information Delivery: Digital Myopia. Journal of Interactive Learning Research, 16(4), 353-367. Leinonen, T. 2005. (Critical) history of ICT in education - and where we are heading? [Electronic Version]. FLOSSE Posse. Free, Libre and Open Source Software in Education, 23 June. Retrieved 31-08-2006 from underline http://flosse.dicole.org. Mortera-Gutièrrez, F.2006. Faculty Best Practices Using Blended Learning in E-Learning and Face-to-Face Instruction. International Journal on E-Learning, 5(3), 313-337. Nicholson, P. S., & McDougall, A. 2005. eLearning: 40 Years of Evolution? In IFIP (Ed.), The eighth IFIP World Conference on Computers in Education [ISI 1571-5736]. Stellenbosch, ZA: IFIP. Patrikakis, Ch. Z., M. Koukouli, C. Costopoulou, and A.B. Sideridis. 2008, Content Requirements Identification towards the Design of an Educational Portal, First World Summit on the Knowledge Society, WSKS 2008, Athens, Greece. Pilla, B. S., Nakayama, M. K., et al. (in press). Characterising E-learning practices. In Proceedings of WCC2002, Santiago, Chile, July 2006 [ISSN: 1571-5736]. New York: Springer. Sideridis, A. B., C. P. Yialouris. 2002. The impact of ICT in Agriculture, Food and Environment. Next Generation Society: Technological and Legal Issues, (A. B. Sideridis editor). Proceedings of the 1st International HAICTA Conference, Athens, Greece. Sideridis, A. B. 2006. Electronic Democracy: Challenges of the Digital Era, (A. B. Sideridis editor). Proceedings of the 2nd International HSCIS Conference, Athens, Greece. Sideridis, A. B. 2006. New ICT Concepts and Projects for the Development of Rural Areas: The project Bio@gro, International Conference “Sustainable Management and Development of Mountainous and Island Areas”, Naxos, Greece. Sideridis, A. B. 2008. Information & Communication Technologies in Bio & Earth Sciences, (A. B. Sideridis editor). Proceedings of the 4th International HAICTA Conference, Athens, Greece. Sideridis, A. B., E. Pimenidis. 2009. Mobile devises and services. International Journal of Electronic Security and Digital Forensics, 2(4): 335-444. Sideridis, A. B. 2009. Next Generation Society: Technological and Legal Issues, (A. B. Sideridis editor). Proceedings of the Third International Conference, e-Democracy 2009, November 2009, Vol.2. Thomson, J. 2005. History of E-Learning (http://www.knowledgenet.com/corporateinformation/ourhistory/history.jsp).

54

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Zanden, J. L. 1991. The first green revolution: the growth of production and productivity in European agriculture, 1870-1914. Economic History Review. I99I, 44 (2), 215-239. http://www.springer.com/computer/communication+networks/book/978-1-84996-240-7 http://www.thecloudcomputing.org/2009/1/tutorials.html http://msdn.microsoft.com/en-us/concurrency/default.aspx

55


Requirements for competence modeling in professional learning: experience from the water sector 1

2

3

Charalampos Thanopoulos , Christian M. Stracke , Éva Rátky , Cleo Sgouropoulou

4

Abstract. Competence Models are proved as critical instruments for human resources management and development, and of determined for both the labour market (employers) for the selection of the employees and training providers for the enhancement of the vocational training opportunities. The concept of competence modeling is still under development and considerable efforts are focused on the creation of new Competence Models and their application to a broad range of professional learning sectors. The scope of this inquiry is to contribute to this research field by setting the basis for the design and development of a Competence Model for the Water Sector. Keywords: Competence, Competence Modeling, Professional learning, Water Sector, ssewage treatment plants

1. Introduction Nowadays, Competence Models become more and more inextricable tools for the selection of employees by the enterprises and professional employers, and for the design and delivery of up-to-date vocational education and training opportunities. Learners, employees and individuals have the chance to improve their knowledge and skills, match their qualifications with specific job requirements and become specialized in new technologies all over the world. Models for measuring and analyzing all these acquired competences (knowledge, skills and expertise) by individuals and expressing the needed competences of each profession are required. Human resources experts have to match the employees’ competences (knowledge, skills and experience) to mandatory and desired requirements of a profession or specialization. Since there are no guidelines or standardized formats, for the representations of competences, job requirements have to be performed manually in each case and each study. Juri et al. (2007) intended to initiate the outlines for matching competences and job profiles requirements in order to improve the description of job professions and enhance the learner achievement descriptions. Fundamental objectives of vocational training programmes are the skills acquisition and the assessment of the employees’ competences using a Competence Model to describe business and employers’ needs, and requirements for skilled workers. Additionally, traditional professional trainings have been proved too theoretical and failed to satisfy the demands of rapidly changing post-industrial society (Lester, 1995, Wood, 1988). On the other hand, changes in learning methods as well as increasing support of learning 1

Charalampos Thanopoulos Agro-Know Technologies, Greece [email protected] 2 Christian M. Stracke University of Duisburg-Essen (UDE), Germany [email protected] 3 Éva Rátky Environmental Protection and Water Management Research Centre Non-profit Plc. (VITUKI), Hungary [email protected] 4 Cleo Sgouropoulou Technological Educational Institute of Athens (TEI), Greece [email protected]

56


processes by IT science suggest that the quality and outcomes of the existent professional learning should be considered. The gap between knowledge-oriented education and labour market needs has led to an increased attention for competence-based learning and training (Sampson and Fytros, 2009). Competence-based learning refers to the formal and informal education and training activities that individuals should meet in order to build and/or improve competences in a specific field, given some personal or employment related motives (Griffin, 1999, Aspin and Chapman, 2000, Field, 2001). Stanley et al (1993) confirmed the gulf between education and practice in the continuing medical education and suggested a model of self-directed learning, connecting competences and practice and adopting experience in the professional learning process. As a result, developing Competence Models for different job profiles and professional sectors is the key element for the reorganization of vocational education and training programmes and the company/industry search for specialized and competitive employees. Responding to the need for developing sector specific Competence Models, WACOM (www.wacomproject.eu), Water Competence Model Transfer, is a European Project in the context of Lifelong Learning Program which intends to support employees and learners with the identification of required competences and qualifications for a specific working place. WACOM transfers the European Qualification Framework (EQF) and the German reference Model for the Competence Modeling PAS 1093 into the European Water Sector vocational education and training. First, the developing Competence Model is adapted in the field of sewage treatment plants management and secondly it will be transferred to other fields of the Water Sector and other professional sectors.

2. The Concept of Competence Modeling 2.1. Defining a Competence McClelland (1973) was the first to introduce the term “Competences” into the human resources literature. His work “Testing for Competence Rather Than for Intelligence” was delivered to the United States Information Agency for improving their selection procedures of employees. Competences represent “the knowledge, skills, traits, attitudes, self-concepts, values or motives directly related to job performance or important life outcomes and shown to differentiate between superior and average performers” (McClelland, 1973). In general, a competence is the capability of applying or using knowledge, skills, abilities, behaviours, and personal characteristics to successfully perform critical work tasks. Personal characteristics may be mental/intellectual, social/emotional, and physical/psychomotor/attributes necessary to perform these tasks (Dubois, 1993, Lucia and Lepsinger, 1999). Some competences are identified as more important or essential than others for a specific working place. The level of their importance may vary depending on the required tasks of the profession (Boyatzis, 1982) and should be taken in care during the design and development of Competence Models. Moreover, there are also similar competences for a large scale of occupations that are characterized as “Core Competences” (Rothwell, 2002). Spencer and Spencer (1993) mark the core competences as occupational competences of individuals. Core competences could be reading, writing, computation, listening, questioning, speaking, cognitive, individual responsibility and self-esteem, management of resources (time, money, people and information), interpersonal relations, and information and technological. In a higher level, more complicated competences for personal development might include systems of thinking, willingness to learn, mental modeling, shared visioning, team learning, selfknowledge, short-/long-term memory, subject matter knowledge, enjoyment of learning and work, flexibility, persistence and confidence, sense and urgency, honesty, giving respect to other, and initiative

57


(McClelland, 1973, Rothwell, 2002, Ennis, 2008). Next, a combination of job-related competences and personal competences (for behaviour) follow (Delamare Le Deist and Winterton, 2005). Finally, the competences focus on the specific tasks of work, professional specialization, position or responsibility and are related more to the requirements that the industry and the labour market are setting (Ennis, 2008). According to the European Reference Framework “Key Competences for Lifelong Learning” (2007), the competences can be grouped in 8 categories of “key-competences” for a successful profession in a knowledge society: communication in the mother language, communication in foreign languages, mathematical competence and basic competences in science and technology, digital competence, learning to learn, social and civic competences, sense of initiative and entrepreneurship and Cultural awareness and expression. In another definition competences are defined as an integrated set of skills, knowledge, and attitudes that enables one to effectively perform the activities of a given occupation or function to the standards expected in employment (International Board of standards for Training, performance and Instruction, 2006) A new approach based on EQF and PAS 1093 concludes the definition of a Competence as the ability to reasonably and intentionally perform a specific job and task in an unknown situation with success: Competences encompass a combination of knowledge, skills, and (intentional) behaviour and are constituted by defined activities for the observation and measurement. Competences are built and are normally demonstrated by individuals (but also by teams and whole organizations) (PAS 1093). In this paper we are following this approach as it is in line with the European policies, and required by the new knowledge and information societies as well as by the professional business, industries and enterprises. 2.2. Developing a Competence Model A Competence Model is considered as a generic structure which is applicable beyond the built environment professions (Sampson and Fytros, 2009). It is also defined as a descriptive tool that identifies the competences needed to perform a role effectively in the organization and help the business meet its strategic objectives (Lucia and Lepsinger, 1999). Besides, industries/enterprises succeed to manage and develop the skills of their employees, recruit the most appropriate candidates and improve the quality of their offering services and products. Competence Models depict a number of competences that are usually required for the successful accomplishment of a particular job, according to the tasks of work or professional specializations (Shippman et al., 2000). These models can identify the needed skills, knowledge, behaviours and capabilities for the current and future staff selection in relation with the strategies and priorities of the industry/enterprise. They can enhance personal development by eliminating the gap between the required competences for a job profession and those that are available (Draganitis et al., 2006). It is essential, before the first steps of designing and developing a Competence Model to set a generic definition of the term “Competence”, which will satisfy all the explanations that are given throughout the literature. Sampson and Fytros (2008) expressed the aspect that a competence is comprised of three core dimensions: a) personal characteristic, b) proficiency level, and c) context. They also proposed a structure for a Competence Model, including four elements: a) name, which is the name of the competence, b) description, for a complete description of the competence, c) proficiency level in accordance to the performance of an activity, which consists of the “level” for describing different types of the proficiency level and the “scale” to represent the proficiency level, and d) context, which refers to a specific area of job, occupation or specific task that the competence is applied to. A few years before, the initial steps in competence description had been realized through the IMS RDCEO (Reusable Definition of Competency or Educational Objective), IEEE RCD (Reusable Competency Definitions) and HR-XML Competencies (Measurable Characteristics) initiatives. The first

58


one, IMS RDCEO specification (IMS RDEO, 2002) describes each competence with the following elements: a) identification, for the classification of a competence, b) title, as a short name of the competence, c) description of the competence, d) definition, as a detailed description of the competence, e) taxonomy, where the competence belongs, and f) personal information, as information of the individual. The second one, IEEE RCD specification provides a Competence definition in accordance with the one in the IMS RDCEO specification (IEEE P1484.20/D01, 2007). Finally, the HR-XML model (HR-XML, 2006) includes the same elements as IMS RDCEO and two extra: a) Measurable evidence, which is used to present the existence and the level of the competence, and b) Measurable weights, about the importance of the competence. Recently, Juri et al. (2007) have introduce a new model for allowing advanced (semi-)automatic competence matching, since important information (like proficiency level and context) were missing from the previous schemas of IEEE RCD, IMS RDCEO and HR-XML. A more concrete approach of the Competence Model definition emanates the PAS 1093 in combination with EQF. A Competence Model describes the competences required to successfully perform in a particular job and organization. This set of competences is then used as basis and standard for the description of specific jobs, the selection of new staff, the evaluation of the on-going performance of the whole staff, the analysis of training needs, and the classification and provision of tailor-made vocational education and training for competence development. According to the PAS 1093, Competence Modeling is defined as a process for the planning, development, realization, and evaluation of methods and guidelines for the observation, measurement and evaluation of competences (that are not observable and not measurable) with the help of activities (that are observable and measurable) in human resource development. 2.3. Competence Modeling in the Water Sector The established aspects of the shortage of precious water resources and the consequences of climate change have been the spark of a numerous European policies that have been developed and adopted for the protection and sustainable utilisation of water resources, creating a huge demand particularly in vocational education and training. Economic factors like privatisation and increasing cost pressure in water management are sharpening these educational needs leading to the demand for VET opportunities and products as short targeted. The move to more friendly and environmental policies has led to the development of new technologies in the water industries as well as in the whole industry. This reveals the need for acquisition of higher level and specialised skills. Within the next years, the demand for up-skilled highly qualified employees is estimated to raise and especially for managers and professional occupations. In contrast, the decline of the labour market for unskilled plant and machine operative workers or workers with elementary knowledge is a concrete feature since the turn of the millennium. The water industry is in close correlation to the safeguard of public health and commercial and industrial wellbeing of the economy. The continuous need for automatisation of the industry services and the sophistication of the functional operation of the whole plant have increased the demands for a more accurate and competences-based training of employees and the supporting organizations. Searching for already existing or applicable Competence Models in the Water Industries, reveals the absence of such models or other models are in the process of formation with the defining the needed competence for each group of employees at the first phase. The Water Research Foundation in USA is going also to complete a relevant Competence Model at the end of 2012 (http://www.waterresearchfoundation.org).

59


Employment and Training Administration (ETA) has developed a complete Competence Model, which is applicable to the Water Sector and is depicted as a pyramid with 9 tiers, in accordance with the nature of the competences. Lower tiers (1-3) correspond to basic competences, which are fundamental in a large scale of job professions. Moving to the upper tiers, competences become more and specialized for satisfying the specifications of each working place and requirements of industry (technical competences). At the top of the pyramid (tiers 6-9), a number of occupational-competences are depicted. This model, which graphically represents the competences, is available in the web portal of US Department of Labor (http://www.careeronestop.org/competencymodel/pyramid.aspx?WS=Y). The 9-tiers pyramid is comprised of competences for all the required elements for the competent function of the Water Industries and analyzed as follows: • Tier One (basis of the pyramid) - Personnel Effectiveness Competences • Tier Two - Academic Competences • Tier Three - Workplace Competences • Tier Four - Industry-Wide Technical Competences • Tier Five - Water Sector Technical Competences • Tier Six - Occupation-Specific Knowledge Areas • Tier Seven - Occupation-Specific Technical Competences • Tier Eight (top of pyramid) - Occupation-Specific Requirements • Tier Nine (top of pyramid) - Management Competences Consequently, this paper introduces the tools and instruments for the requirements elicitation of the Water Sector that will set the lines of the designing and developing Competence Model. First of all, a concrete definition of the terms “Competence” and “Competence Model” has arranged in accordance to EQF and PAS 1093 (as described previous in this chapter). The next step is the organization and execution procedures for defining these specific needs, which are describing in the next chapter. Type of competences (simple or complex), minimum number of competences that is required for the description a job profile, determination of the needed competences of each job profile, occupation or specific task, and existence of professional programs for the acquisition of these competences are just few queries that should be considered and analysed explicitly through these processes.

3. The Concept of Competence Modeling In this section, the identification of the specific demands and needs of the water management and existing practice concerning Competence Models in the water sector is analyzed and the fundamental elements that underpin the successful application of a Competence Model for the job-related in the Water Sector are described. The analysis was based on two dimensions: • Elaborated inquiry of experts’ requirements from the water sector and Vocational Education and Training via workshops • Identification of Water sector needs through an online survey Concerning the first dimension, workshops at a national level in 4 different European countries scheduled and accomplished at the beginning of 2010. Presentations, working in small groups, and brainstorming sessions were the main sections of the workshops. The intended outcomes of these events were focused on the implementation of a Competence Model in a specific field of Water Sector, management of sewage treatment plants. The Online Survey is based on an online questionnaire and except for the English language it is available in four additionally languages: German, Greek, Hungarian and Romanian. The Survey aims to

60


collect the preferences and needs of experts from all the Water Sector eras for the better developments and adjustment of the Competence Model in this Sector in general. 3.1. Organisation of the National Workshops Water Sector experts as well as adult and vocational training entities were invited to introduce their vision on professional skills and abilities that are needed for working in the field of water management. Job profiles, workplace descriptions and related vocational education and training opportunities in the field of water management and especially in sewage treatment plants. The national level Workshops were realized in four European countries: Germany, Greece, Hungary, and Romania. They were a half-day or full-day event with durations between 5 up to 8 hours. The agenda topics were defined the same for all the workshops and adjusted to the preferences and the occupational specializations of the participants of each country. Workshops intended to record the identification of the needed competences, professional skills, and abilities for all groups of employees in the sewage treatment plants. The job profiles of the involved professions and specialisations in the operation of sewage treatment plants were explicitly analysed. Participants were also asked to record the available and existing occupational training programmes in the water sector and especially in the field of wastewater management and management and operation of sewage treatment plants. The attending potential participants of the workshops were comprised of designers, developers, providers and end users of Competence Models in the water sector. A first invitation with a very short description of workshop agenda and objectives was sent to all interested people in each country 6-10 weeks prior the event. A second reminder with detailed information on the agenda, registration form and details of the location of the event was sent 2-4 weeks before the workshop. Additionally, several phone calls were made or extra emails were sent for any extra information that was needed and especially at the last week before the workshop. Invited experts came from: a) users of professional training in the water sector (sewage utilities, wastewater units, water operators, private consulting enterprises and engineering companies, b) providers of professional training in the water sector (academics in the water sector, private and public training centers, universities, technical universities, technical colleges and research institutes), c) decision makers for professional training in the water sector in general (politicians, water associations, ministries of education and professional training, responsible ministry for water resources affairs, regional public administrations and organisasion for standardisation), and finally d) human resources development entities. The whole event divided in 2 main sections, one information sharing section and a second interactive section. The goal of the first Information Sharing Section was the introduction on the concept of competences, competence models, competence modeling for the water sector, European Qualification Framework (EQF) and the National Qualification Framework (NQF). Additionally, presentations for the categorization of the main domains of the water sector, procedures of management of a wastewater and/or sewage treatment plant were included, in order to illustrate the objectives of the workshop, get known the wide meaning of the related terms, underline the lack of such a model for the water sector and facilitate the participation of the guests in the second Group Collaborative Section. The Group Collaborative Section consists of 3 sessions, one brainstorming session for the identification of the main involved professions and specializations for the management and operation wastewater and sewage treatment plants as well as the existence of vocational education and training opportunities in this field, one session for filling out a predefined questionnaire with the required

61


competences of the employees in the management of sewage treatment units and a third one in order to wrap-up all the results. For the Brainstorming Session, a number of questions were posted by the organizers and a progressive discussion started among all the participants. Through this, the job profiles and professional specializations in the sewage treatment plants and wastewater units were described. Besides, notes were taken for the occupational skills, qualifications, level of specialization, and the percentage of well-skilled employees (workers) in correlation with the available vocational training programs for the field of wastewater and sewage management. In the Second Session, a questionnaire with a list of competences for all the categories of employees and all the operative procedures of the sewage treatment plants was discussed. All the employees were divided in three groups - categories (workers / operators, technicians / engineers and management directors). The total number of the questioned competences (knowledge, skills, activities, expertise) is categorized in groups in accordance with the operative function of the sewage treatment plants (Table 1). Table 1. Categories of competences for the sewage treatment plants Categories of competences 1

General activities

7

Biological section - biological filter

2

General knowledge

8

Biological section - aeration tank

3

General skills

9

Biological setting - secondary setting

4

Measurements and investigation

10

Biological setting – general

5

Maintenance and operation

11

Sludge digestion

6

Primary treatment

12

Mechanical section

The following were investigation for each competence and directed to each one of the three groups of employees categories: • Is this competence needed? • The answer could be: Yes, the competence is needed or No, it is not needed • (If the competence is needed) • How important is this competence for the group of employees? • The answer refers to the selection one of the 6th scale: 0, 1, 2, 3, 4, 5, and 6 (0= not important, 1= less important, 2= a bit important, 3= quite important, 4= important and 5= very important) • Which level of this competence is needed for this group of employees according the 8th scale of EQF standard? 3.2. Online Survey Desogn The online survey, for defining the needs of the water sector in general concerning the competence modeling, is launched and available to all interested Water Experts. The survey was based on a comprehensive questionnaire of 15 issues-questions and available in 5 different languages: English, German, Greek, Hungarian and Romanian. The survey was active for 2 months and accessible in the link http://survey.agroknow.gr/index.php?sid=38344&newtest=Y&lang=en (for English language). Main

62


objectives of the whole initiative is to direct to as many water experts from the whole Europe (at least) and collect their aspects and visions on the development and adjustment of a Competence Model in the Water Sector. First, an invitation letter was sent to all interested experts from all the domains of water sector and occupational and adult training and an announcement circulated to all related publically means (newspapers, scientific journals, online platforms and web sites, and water associations and organisations). Several reminder announcements and e-mails letters released during the running period of the Survey. The covering topics of the online questionnaire are the a) Current Awareness of Competence Standards, b) Perceived Need of the Implementation of Competence Model in the Water Sector, c) Vocational Education and Training in the Water Sector, and d) Demographic Data of the participants. The list of domains of the Water Sector that is appeared in the online questionnaire and gives its main divisions is presented in the table 2. Table 2. Suggested Domains of Water Sector as they are presented in the Online Questionnaire Suggested Domains of Water Sector 1

Irrigation Water

2

Water Use in Animal Husbandry

3

Hydrology (e.g. surface and ground water, water resources studies)

4

Hydraulic Engineering (e.g. physical modeling, numerical modeling, seepage studies)

5

Environmental Protection (e.g. Environmental research, protection of water resources from pollution, ecotoxicology)

6

Legislation

7

Hydroelectricity

8

Geothermical power

9

Wastewater management

10

Sewage Treatment Plants

11

Desalinization Plants

12

Water Supply (potable Water)

13

Domestic Water use (indoor and outdoor household purposes)

14

Transportation on water (rivers and lakes navigation)

15

Water Sports / Athletic Activities

16

Recreational Uses of Water Resources (e.g. baths, spas, …)

63


For the first section (Awareness of Competence Standards), a number of questions are raised in order to investigate the understanding of the terms “competence”, “competence standards”, and “Competence Models”, the aspect of the importance of Competence Models to explicit describe the frame of job profiles and further specializations, and the involvement or prospective application of Competence Models in the description of job professions/specializations in a specific field (Figure 1).

Figure 1: Part of the Online Questionnaire for the requirements exploration of the Water Sector in competence modeling

Next section “Perceived Need of the Implementation of Competence Model in the Water Sector” is divided in two parts with one corresponding question for each one part. The level of the importance of the Competence Model in the water sector in general to draw the related job profiles is inquired. In the second part, the significant reasons of the necessity of the Competence Model in describing the framework of job professions and specializations in the water sector and the level of their importance are listed. The “Vocational Education and Training in the Water Sector” is comprised of two parts, one for the exploration on how the employees are well-skilled and competent enough in a list of domains of the Water Sector and the second one for defining the degree/level of the existence of specialised training opportunities for job professions of each one domain of the Water Sector. At the end, a section with demographic questions is included for specifying the gender, age, level of higher education, country of origin, sector of work or research, and the relevance of their field of work/interest with the listed domains of Water Sector.

4. Results from Requirements Analysis 4.1. National Workshops Results The main outcome of all the National Workshops is the general consensus of the absolute necessity for the development of a Competence Model in the specific field of sewage treatment plants as a pilot testing of the instrument and the adjustment in all the domains of the Water Sector in a later phase. This will help on the better description and analysis of all the related job profiles, define the required competences and

64


match each profession with all the important competences. In case of sewage treatment plants, the developing Competence Model should consider several parameters, such as the size of the unit (small or big), offered services (e.g. reuse of wastewater), level of rehabilitation and sludge utilisation, the state of development, application of new technologies and the level of automatisation. It is also important the differentiation of employees’ categories among the four national workshops, based on the education/training needed to occupy that specific job or specialization. Thus, a short description and explanation should be given for each one group of employees. The feedback from the workshops raised important suggestions on changing the categorization of employees of sewage treatment plants. The initial categorisations of employees were: “workers, technicians/engineers, and management directors” The new groups of employees are: “semi-skilled workers, skilled workers, technicians, biological engineers, chemical engineers, mechanical engineers, automation engineers and management directors” An idea for recording the most important jobs related to the sewage treatment and match each one with the proposed or any missing (no listed) competences came up. The suggested jobs and specializations are listed in the table 3. Additionally, the competences could be grouped differently in order to cover both water treatment as well as the sludge treatment. Competences for the work in the laboratory, measurement and controlling the whole function of the unit should be included. Another dimension of categorizing the proposed competences could be according the basic processes of a sewage treatment plant. • Planning/Construction • Operation/Maintenance • Control/Regulation • Development/Research Table 3. Involved Jobs and professional specialisations as they were described at the national level Workshops Jobs and Specializations for the Sewage Treatment Plants Head of the operational department Water supply and sewage technician

Water pipe worker / technician

Senior laboratory worker

Sewer pipe cleaner

Senior sewage maintainer

Sewer inspector

Senior sewer cleaner

Engineer

Sewer maintainer

Senior sewer inspector

Senior engineer

Sludge dryer maintainer

Senior sludge cleaner

Laboratory worker

Pipe and pipe system controller

Head of the engineering department Head of the conducting department

Sampler

Leader of the sewage section

Managing director

65


Following the outcomes and the interested results from a so wide range inquiry (experts from four European countries), the keystones of a fully applicable and functional Competence Model have been determined for the Water Sector. All the measurable and remarkable elements have been evaluated for the implementation in the case of management of sewage treatment plants and the adjustment in other domains of Water sector. 4.2. Results Results of the Online Survey On the contrast with the strengthen focus of the National Workshops on describing the outlines of the development a Competence Model for the management of sewage treatment plants, the outcomes of the online survey are more general and aim to define the requirements of all the domains of the Water Sector concerning the development and application of a Competence Model. Concerning the results of the online questionnaire, a summary of the responses is presented since the survey just ends and the analysis of the results is in progress. The first replies revealed interesting results which are helpful for the further design and development of the Competence Model. All the experts answered that they are familiar with the concept of the term “Competence” and the majority of them (76.6%) have the same opinion for the term “Competence Model”. As for the level of understanding the pathways that the Competence Models can be proved useful for describing the framework of job profiles, the majority of experts select the middle-level 3 (quite understanding) in a percentage of 42,53% or level 4 (understanding) in a percentage 22.99% from the scale 1 (= less understanding), 2, 3, 4, and 5 (= enough understanding). Besides, most of the participants (57,47%) replied that except from knowing the concept of “Competences”, they have already used them in order to describe job professions and specializations in their working or researching field. Measuring the usefulness of the Competence Model in the water Sector, a great percentage of replies mention the importance of such a model in this specific sector. A portion of 44,83% answer the level 4 (important) and another 31,93% select the level 5 (very important) in the scale 1 (= less important), 2, 3, 4, and 5 (= very important) (Figure 2).

Figure 2: Usefulness of a Competence Model into the Water Sector

In addition, there is a consensus of the experts for the reasons which underline the importance of the Competence Model. Equal percentages (40%) believe firmly that acquisition of qualifications, as well as measurement of training needs and gap analysis establish the importance of the application of such a model. A percentage of 28% have the same opinion for the description of job profiles and the

66


comparability of training opportunities. Smaller, but not negligible (22%), find the explanation of the organizational requirements a good reason for the development of this model. As for the estimation of the level of employees’ training in all the domains of the Water Sector, the answers reveal that people are well-skilled and enough competent mainly for the field of water supply (63%), wastewater management (54%), sewage management (60%) and finally hydrology-research on ground and surface water resources (45). Besides, enough skilled are also the employees in the fields of hydraulic engineering - numerical modeling etc (35.83%), environmental protection (39%), irrigation water use (29%) and operation of units for hydroelectricity (24%). Based on the inquiry of the level of the existence of training opportunities for each one of the domain of the Water Sector, the first results are notable. Wastewater management in general and sewage management, and water supply seem to be the domains with a lot of training opportunities for the learners and employees (further training) and this is a good explanation of why the employees are enough skilled (as previous showed) and a reason that confirm the imperativeness of the pilot testing of the Competence Model in one of these fields, where a large number of competence have been described and analyzed. A large number of the answers find the absence of training programmes for the agricultural use of water resources (irrigation water use and water use in animal husbandry). The level of vocational training for the fields of hydrology science, hydraulic engineering and environmental protection are significant, but new programmes are needed. Concerning the operation of hydroelectricital plants and units for the utilization of Geothermical power the results are not so easy to be explained. Finally, there is plenty of offering training programs for the legislative issues in accordance of the water use (Figure 3).

Figure 3: Existence of specialised training opportunities for each Water Sector area professions

67


Finally, these first results of this survey underline the importance of the competences and competence modeling in the describing the job profiles and improving the opportunities of the professional training. Besides, determination of the domains of Water Sector with a lot of vocational and training programmes and enough competent employees, define the first fields for the implementation of the Competence Model in the Water Sector. 4.3. Implications for Competence Model in the Water Sector A Competence Model describes the actions of an employee in order to achieve or exceed the strategic goals of the organization-industry (Delamare Le Deist and Winterton, 2005, Teodorescu, 2006). From the results of the National Workshops and the Online Survey, it seems that there is a great differentiations of the professional training and the level of well-skilled employees in the domains of the water Sector. Apart from excellent understanding of the deep meaning and the importance of a Competence Model in the specific professional learning sector, the experts believe competence modeling will improve the transparency and the comparability of the training opportunities, and specify and develop new required competences for each one specific job profession. A useful outcome from the online survey is the determination of specific fields (Water supply, Wastewater management, Sewage management) as the domains of the Water Sector with a lot of existent training programs and enough competent employees. Consequently, these professional learning fields should be used for the first pilot testing of such a model, since a large number of competences, that should be defined, and descriptions of job profiles are included. In case of the specific domain of sewage management, the Competence Model should include Competences, which are expressed in four dimensions: a. Job description, for a detailed description of all the involved Job professions, occupations, positions or tasks that are involved in all the operational processes of the industry b. Recording the Competences, for creating a detailed list with all the current or future required competences of each job profession c. Categorisation of the competences in an easy and understanding way d. Parameters of the industry, concerning the size and the services of the industry

5. Conclusions Competences are becoming more and more important for business, life-long learning and the whole European society. In particular for professional training, a shift from learning input towards learning outcome orientation can be identified in combination with the increase of technology-enhanced learning: Information and communication technologies' support for learning, education, and training as well as for competence and skill development is crucial to achieve the overall objective of the European i2010 strategy for information society and media (COM 2005) to become the leading information society and region worldwide and of the new European Digital Agenda 2020 (COM 2010). The ongoing focus and inclusion of technology-enhanced learning within the 7th Framework Programme is reflecting its impact and support for business and competence development both by enterprises and individual employees. The European Commission states in its publication on "The use of ICT to support innovation and lifelong learning for all-A report on progress" of 9 October 2008 (SEC 2008) the growing success of technology-enhanced learning ("A decade of experience in Europe has proven its value as an innovative tool for education and training") and "reflects the growing complexity of e-learning and its role as a basic tool for education and training as well as it concludes that e-learning should be seen as an important part of learning in general". That is supported by the decision of the European Commission that technologyenhanced learning has become one of the four transversal lines of the Lifelong Learning Programme (2007) and a general priority in the four vertical programmes (COM 2008). Thus it can summarized that

68


competence orientation and competence models can be seen as one of the main drivers and facilitators of the new knowledge and information society and that technology-enhanced learning is a key instrument with growing usage and importance. The worth of Competence Models is proved by the increase of competition, innovation and raising consumer demands which have led the labour market and the industries to search for well-skilled and competent employees. On the other hand learners, employees and individuals look for educational and training programmes that will supply them with the important knowledges, skills and other elements of the concept “competences” and set themselves competitive and essential in their workplace. The design and development of Competence Models should be drawn according the preferences, requirements, and innovations of each professional learning sector in which they will be implemented. The water Sector is wide range sector with a lot of working and researching fields and a plenty of job professions and specializations. European policies have been developed and adopted for the protection and sustainable utilisation of water creating a huge demand in particular in the vocational training. This work provides the main lines and the tools for recording the specific requirements and needs of the domains of the water Sector in order to develop a successful and applicable Competence Model for this Professional Learning Sector.

Acknowledgement The work presented in this paper has been funded with support by the European Commission, and more specifically the project No DE/09/LLP-LdV/TOI/147230 “WACOM: WAter Competence Model transfer” (http://www.wacom-project.eu) of the Lifelong Learning Programme (LLP). This publication reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein. The authors would like to thank all the consortium partners for their contribution in the design and realization of the requirements analysis.

References Aspin D.N., and J.D. Chapman. 2000. Lifelong learning: concepts and conceptions. International Journal of Lifelong Education. 19 (1): 2-19. Boyatzis R.E. 1982. The competent manager: A model for effective performance. New York: Wiley. COM 2005 229: European i2010 strategy for information society and lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:52005DC0229:EN:NOT .

media

(2005),

http://eur-

COM 2010: European Digital Agenda 2020 (2010), http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:52010DC0245:EN:NOT . COM 2008 865: An updated strategic framework for European cooperation in education and training (2008), http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2008:0865:FIN:EN:PDF. Delamare Le Deist F., and J. Winterton. 2005. What is competence? Human Resource Development International, 8 (1): 27-46. Draganidis F., P. Chamopoulou, and G. Mentza. 2006. An ontology based tool for competency management and learning paths,: 6th International Conference on Knowledge Management I-KNOW 06, Special track on Integrating Working and Learning, 2006, Graz. Dubois D.D. 1993. Competency-based performance improvement: A strategy for organizational change, Amhest, MA: HRD Press Inc. Employment and Training Administration (ETA), http://www.careeronestop.org/competencymodel/pyramid.aspx?WS=Y.

69

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Ennis R.M. 2008. Competency Models: A Review of the Literature and the Role of the Employment andTtraining Administration (ETA). U.S. Department of Labor, Employment and training Administration, Office of policy development and research, Division of research and Evaluation, pilots and demonstration Team. European Qualifications framework for Lifelong Learning (EQF). (http://ec.europa.eu/education/pub/pdf/general/eqf/leaflet_en.pdf). Field J. 2001. Lifelong Education, International Journal of Lifelong Education. 20(1/2): 3-15. Griffin C. 1999. Lifelong learning and social democracy. International Journal of Lifelong Education. 18 (5): 329-342. HR-XML 2006: HR-XML Consortium Competencies (Measurable Characteristics). 2006. http://ns.hr-xml.org/2_4/HR-XML-2_4/CPO/Competencies.html. IEEE 1484.20.1 RCD - IEEE Learning Technology Standards Committee. 2007. IEEE Standard for Learning Technology - Data Model for Reusable Competency Definitions (RCD), IEEE 1484.20.1-2007. IMS RDCEO. 2002. IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective (RDCEO) http://www.imsglobal.org/competencies/. International Board of Standards for http://www.ibstpi.org/competencies.htm.

Training,

Performance

and

Instruction.

2006.

Competencies

Juri L., D. Coi, E. Herder, A. Koesling, C. Lofi, D. Olmedilla, O. Papapetrou, and W. Siberski. 2007. A Model for Competence Gap Analysis, Proceedings of 3rd International Conference in WEB Information Systems and technology Barcelona, Spain. Key Competences for Lifelong Learning: Official Journal of the European http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/en/oj/2006/l_394/l_39420061230en00100018.pdf.

Union,

L394.

2006.

Lester S. 1995. Beyond knowledge and competence towards a framework for professional education, Capability 1 (3): 44-52. Lucia A.D., and R. Lepsinger. 1999. The Art and Science of Competency Models: Pinpointing Critical Success Factors in Organisations. Jossey-Bass, San Francisco. McClelland D. 1973. Testing for Competence Rather Than for Intelligence, American Psychologist Journal. 20: 321-333. Publicly Available Specification (PAS) 1093. 2009. Human Resource Development with special consideration of learning, Education and Training - Competence Modeling in Human Resource Development. http://www.qed-info.de/downloads. Rotwell W.J. 2002. The workplace learner: How to align training initiatives with individual learning competencies. New York: American Management Association. Sampson D., and D. Fytros. 2008. Competence Models in technology-enhanced Competence-based Learning. In Adelsberger H., J. Kinshuk, M. Pawlowski, and D. Sampson (Eds.), International Handbook on Information Technologies for Education and Training, 2nd Edition, Springer, June 2008. SEC 2008 2629. 2008. The use of ICT to support innovation and lifelong learning for all - A report on progress of 9 October 2008. http://ec.europa.eu/education/lifelong-learning-programme/doc/sec2629.pdf. Shippman J.S., R.A. Ash, M. Battista, L. Carr, L., L.D. Eyde, B. Hesketh, J. Kehoe, K. Pearlman, and J.I. Sanchez. 2000. The practice of competency modeling. Personnel Phylosophy. 53: 703-740. Spencer L.M., and S.M. Spencer. 1993. Competence at work. New York: Wiley. Stanley I., A. Al-Shehri, and P. Thomas. 1993. Continuing education for general practice. 1. Experience, competence and the media of self-directed learning for established general practices, British Journal of General Practice. 43: 210-214.

70

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Water Research Foundation in USA, http://www.waterresearchfoundation.org . Teodorescu T. 2006. Competence versus competency: What is the difference? Performance Improvement. 45 (10): 27-31. Wood J.O. 1988. Continuing education in general practice in the UK: A Review, Family Practice, 5: 62-67.

71


Online educational repositories for promoting agricultural knowledge 1

2

3

4

C.I. Costopouloul , M.S. Ntaliani , M.T. Maliappis , R. Georgiades , A.B. Sideridis 5 Abstract. Towards promoting sustainable agriculture and economic growth, the development of the agricultural workforce and setup of innovative agricultural systems are required. Agricultural educational repositories are systems used for storing, reusing and sharing agricultural learning resources. They contribute to agricultural education at different educational levels and target groups. Thus, this paper firstly provides an overview of Institutional Repositories (IRs) and Open Access Archives (OAAs) in Greece and agricultural repositories worldwide. Also, it describes the agricultural repositories that provide access to educational content in Greek and presents experiences from the establishment of Agricultural University of Athens’ (AUA) repository. Keywords: agricultural education, Institutional Repositories, Open Access Archives, open source software.

1. Introduction Nowadays, the educational process for tutors and pupils has been greatly facilitated by giving access to learning resources through educational repositories. Online learning repositories are Web based repositories used for storing, reusing and sharing learning resources. An Institutional Repository (IR) is a digital collection of the intellectual output of an institution, accessible to users both within and outside of the institution (i.e. universities, research organizations, NGOs, government agencies and private institutions. Also, Open Access Archives (OAAs) are digital learning repositories of submitted material that the authors or their institutes wish to make publicly available without financial or technical barriers. The major difference between IRs and OAAs is that IRs can be closed access, while OAAs are always open to outside users. In European Union, there is a great variety of learning/educational repositories. Although, the majority includes digital content and a brief description (metadata), there are also repositories that are only catalogues of learning resources. Educational repositories include any type of resource from ‘traditional’ texts books to digital materials. Nonetheless, the trend is in favor of the latter type for promoting teachers’ uptake of innovative materials and learning style and making resources available and visible to the users (EDRENE, 2009). Towards promoting sustainable agriculture and economic growth, the development of the agricultural workforce and setup of innovative agricultural systems are required. Concerning agricultural repositories, 1

C.I. Costopoulou Informatics Laboratory, Agricultural Univeristy of Athens, 75 Iera Odos, 118 51 Athens, Greece [email protected] 2 M.S. Ntaliani Informatics Laboratory, Agricultural Univeristy of Athens, 75 Iera Odos, 118 51 Athens, Greece [email protected] 3 M.T. Maliappis Informatics Laboratory, Agricultural Univeristy of Athens, 75 Iera Odos, 118 51 Athens, Greece [email protected] 4 R. Georgiades Informatics Laboratory, Agricultural Univeristy of Athens, 75 Iera Odos, 118 51 Athens, Greece [email protected] 5 A.B. Sideridis American Farm School, P.O. Box 23, 551 02, Thessaloniki, Greece [email protected]

72


they focus on agricultural education and training. Either providing elementary, vocational, college or general education, they should address particular target groups, namely farmer communities, agricultural policy makers, agri-business and industry communities, public communities, research and development communities and agricultural education communities. Thus, the aim of this paper is to present a new initiative for establishing an agricultural educational repository by the Agricultural University of Athens (AUA). During a century of operation, AUA has produced a great amount of information and knowledge, and now possesses an enormous collection of rare books, magazines, photographs and other educational material. The main objectives for developing an IR in AUA are to preserve the cultural and scientific heritage of the university, provide open access to grey literature, and promote scientific research and education. The structure of the paper is the following: in the next section IRs and OAAs in agriculture and those providing Greek content, as well as the current status of IRs and OAAs in Greece are presented. Section 3 presents DSpace, a widely known mechanism, upon which many IRs have been built. Section 4 describes lessons learnt from establishing the AUA repository. Section 5 introduces the Metaschool project, regarding the training of tutors in agricultural repositories. Finally, some conclusions and discussion on further work are apposed.

2. Background 2.1 Agricultural IRs and OAAs A number of initiatives have been established for the development of online educational repositories related to agriculture using semantic technologies, envisioning a one stop shop for all kinds of information related to agriculture. Such initiatives include the following: the National Agricultural Library of the United States housing one of the world' s largest and most accessible agricultural information collections; AGLINET, which is a voluntary association of large agricultural libraries in Italy; AGRIS (International System for Agricultural Science and Technology) referring to a global public domain Database with 2.6 millions structured bibliographic resources; and Organic Eprints regarding an international open access archive for papers related to research in organic agriculture. Table 1 analytically shows good examples per country.

73


Table 1. Agricultural IRs and OAAs globally

IR/ OAA

Country

National Agricultural Library

USA

AGLINET

Italy

AGRIS

International

Organic Eprints

International

Centre National de Recherche Agronomique

Cote D'Ivoire

CGIAR On-line Learning Resources

USA

COTR's e-training site

Portugal

EcoLearnIT

USA

FAO Capacity Building Portal

Italy

Lao Agriculture Database

Lao Democratic Republic

Network of Aquaculture Centres in Asia-

Pacific - Thailand

Rural-eGov Observatory

Greece

SANREM CRSP Knowledge Base

USA

Turkish Agricultural Learning Object Repository

Turkey

Moreover, there have been established agricultural repositories that provide learning resources in Greek. Up till now, there number is restricted but provide useful information for students, teachers and farmers. These are: the American Farm School Repository, where users can find material from the American Farm School archives; the Rural e-Gov Observatory, which provides training content about egovernment services of SMEs in European rural areas; the Bio@gro platform, which aims at providing a multilingual single point of information access on organic farming and products to all interested parties of the Organic Agricultural community; and the Organic.Edunet Web portal, which provides educational content about Organic Agriculture and Agroecology. 2.2 IRs and OAAs in Greece According to recent surveys, there is a rapid growth of academic IRs, showing that 15 out of 33 institutions run their own repositories. Although authors are skeptical about releasing their work to the eyes of the wider public, mainly due to copyright infringement, open access is gaining ground and fans all over Greece (Chantavaridou, 2009). Also, academic IRs or smaller ones at department level are growing. Dissertations and undergraduate theses, reports, conference papers, and postprints comprise the core material. For a small country like Greece the problem of knowledge dissemination has been resolved via HEAL-link (www.heal-link.gr). The use of open source software for creating IRs in Greece has facilitated the operation of “openarchives.gr”, a private initiative for searching across Greek IRs. Currently, it is the only search engine that searches simultaneously across a collection of Greek IRs via OAI-PMH protocol.Moreover, IRs have been developed mainly using open source software, such as Dspace (http://www.dspace.org), Greenstone (http://www.greenstone.org), Dienst

74


(http://www.cs.cornell.edu/cdlrg/dienst), and Flexible Extensible Digital Object and Repository Architecture (Fedora) (http://www.fedora.info). The most commonly used is DSpace.

3. DSpace platform DSpace is an open source software platform that enables organizations to capture, describe and preserve digital assets. It is designed to support the long-term preservation of the digital material stored in the repository. Provides support for a variety of digital formats and content types including text, images, audio, and video and distributes it over the web. DSpace allows contributors to limit access to items in DSpace - at the collection and the individual item level. DSpace provides long-term physical storage and management of digital items in a secure, professionally managed repository including standard operating procedures such as backup, mirroring, refreshing media, and disaster recovery. It is typically used as an institutional repository. It has three main roles regarding facilitating: (a) capture and ingest of materials, including metadata about the materials; (b) easy access to the materials, both by listing and searching; and (c) the long term preservation of the materials. The DSpace submission process allows for the description of each item using a qualified version of the Dublin Core metadata schema. Digital items are made up of a bundle of digital files and the system allows for the creation, indexing, and searching of associated metadata to locate and retrieve the items and provides distributed access to these items through a search and retrieval subsystem. DSpace repository uses Apache Lucene as search engine. Lucene is an open source search engine and is used by DSpace to implement indexing and searching facilities. Lucene provides stop word removal, stemming, and the ability to incrementally add new indexed content without regenerating the entire index. The two software products are based on Java language and are highly extendible. Summarizing, DSpace includes the following features: (a) User Interface • Provides a Web based mechanism for submission by end-user and System Administrators • Supports search and retrieval of items by browsing or searching the metadata (b) Workflow • Enables differing submission workflows for communities (c) Open Archives Initiative (OAI) • Is OAI-PMH 2.0 compatible and uses the OCLC OAICat (d) Persistent Identifiers (Handles) • Implements CNRI handles as the persistent identifier associated with each item (e) Access Control • Allows contributors to limit access to items at both the collection and the individual item level. (f) Metadata Schema • Utilizes qualified Dublin Core (DCMI, 2008).

4. AUA repository AUA is one of the oldest universities in Greece and the major one among those serving the agricultural sector. During its almost a century operation, it has produced a huge amount of information and knowledge, and now possesses an enormous collection of rare books, magazines, photographs and other educational material. To preserve this valuable property the university decided to investigate the most appropriate way to collect and disseminate it to the university community, the agricultural sector and the Greek society. For this purpose, a committee has been established consisted of librarians, archive experts and information technology specialists, having as a main objective to find the most appropriate way to

75


preserve and disseminate AUA’ s intellectual property, provide open access to grey literature, and promote scientific research and education, using the emerging Information Technology tools. The committee initially decided to adopt the creation of an IR as a means to accomplish its task. There are several software tools that can be used to develop and run an IR. The appropriate tool should fulfill several criteria set by the committee. Among these criteria are the easyness of access, support of several storage formats, handling of copyrights, enhanced storage and search capabilities, extendibility and flexibility and support of metadata harvesting standards, such as OAI-PMH. The investigation process considered mainly open source software and checked as serious candidates DSpace, Greenstone, Dienst, and Fedora. Finally, the committee selected DSpace as the most appropriate tool, since it fulfills the main selection criteria and provides easyness of installation and low maintenance cost and has the ability to define a work-flow for material submission. In the first stage of its operation the IR includes electronic theses and dissertations. Its access is realized through the AUA library or the link: http://dspace.aua.gr/. In order to fulfill the liabilities for their degree in agricultural sciences, students have to elaborate a dissertation. The same applies to the post graduate and doctoral students. Each year almost 500 new theses and dissertations are produced. In the future, it is scheduled to incorporate a collection of rare books and agricultural magazines that exist in the archives of the university. Long term plans include the incorporation of the majority of grey literature produced at the university, with emphasis on the research papers and reports. At the present stage of development (Fig. 1), the content of the IR can be searched through its metadata. It is harvested using OAI-PMH protocol by “openarchives.gr” and is indexed in Directory of Open Access Repositories (DOAR), the Registry of Open Access Repositories (ROAR) and the Greek Digital Resources Index. In the future, the activation of the full-text searching capability of DSpace and the connection of IR with a federated searching mechanism to all heterogeneous resources available at AUA (Digital Library collections, OPAC, IR, etc.) is planned. Some representative metadata elements used in AUA’ s repository are the following: author name, university department, editor name, student id, date of copyright, date or date range that the item became available to the public, date of publication or distribution, recommend for theses/dissertations, abstract or summary, degree title, number of pages.

Figure 1. Screenshop from AUA’s Repository

76


5. Metaschool project Since the majority of Greek authors are still skeptical about providing their work to the wide public due to copyrights, AUA is making efforts to promote open access to learning repositories. In this direction, an initiative has been launched from October 2008. Metaschool is a European project aiming at improving inservice training of tutors and school Information and Coomunication Technology (ICT) staff through the effective use of digital content. Metaschool focuses on organization, sharing, use and re-use of digital learning resources that can be accessed through online learning repositories. Analytically, the main objectives of the project are the following: (a) adaptation, development, testing, implementation and dissemination of a training framework regarding metadata, learning resources, and learning repositories; (b) development and implementation of strategies/ best practices for organizing favorite/useful learning resources into personal portfolios of digital resources and setting up learning repositories at school or regional level; (c) proposal and testing of teaching methodologies/ pedagogical strategies regarding the use of digital learning resources in the context of the educational process for the subjects of Science and Agriculture; and (d) organization of pilot training and validation activities for teachers/ ICT staff to develop methods/ strategies for taking advantage from organizing learning resources into personal portfolios/ learning repositories and exchanging resources with teachers around Europe. As far as agriculture is concerned, the particular project can support it in many ways. As mentioned above, environmental/agricultural education is one of its thematic areas (Costopoulou et al., 2010). The particular area has been chosen because from one side numerous agricultural content and resources are available on the Internet allowing for a variety of instructional approaches, and from the other side environmental/agricultural education has not been fully incorporated in the school curricula despite its significance to sustainable development. Regarding the Metaschool tutors’ training, it is distinguished into three levels. The first level refers to digital learning resources and repositories and involves training on integrating online content to core academic content in lesson plans. The second level concerns educational metadata and training on accurate tagging and adding metadata to resources that tutors have used/ created. The third level regards social metadata and folksonomies and involves training in developing skills on combining the advantages of traditional metadata with state-of-the-art folksonomy approaches (D2.1, 2009). The training has been designed mainly on non-technical and technical aspects. Analytically, the nontechnical dimension concerns issues such as evincing the value of sharing educational material, using social networks in education, informing on Intellectual Property Rights protection and Creative Commons Licence. The technical dimension concerns issues such as interconnecting repositories, localisation of concrete learning resources, using the Internet in educational activities, introducing learning repositories, objects/resources and communities. It must be mentioned that the training will also include broader issues regarding the lack of teachers’ time and ensuring the high quality of educational material. According to the aforementioned requirements, a framework comprised of 21 self-contained modules has been designed. The modules are distinguished into three types: (a) teaching and learning; (b) ICTs in teaching and learning; and (c) technical training. For promoting the effort of open access to learning repositories, a training session for agricultural tutors in Greece took place at the premises of the American Farm School on March 2010. The aim of this session was to provide advanced training in using learning repositories and metadata. Eleven persons participated in the session, representing academic administration, in-service teachers, and library and computer resource staff. Although the audience was of different background and interests, the session was very well received, the faculty was quite engaged and enthusiastic and the level of commitment was pretty high. The session also regarded a twofold evaluation, namely evaluation of the session and the presented training module. Also, two personal interviews have been taken. According to the evaluation, an

77


outstanding part considers that the session can improve much or very much their future instructions and most that it will enrich them. Also, the smashing majority is willing to attend another session. Participants have no doubt that the session could be beneficial and all agree that it is an important activity. More than half believe that the session was average to very good and. the majority seems to have enjoyed it. Most of them believe that the knowledge presented was averagely known by them and they did not have much difficulty in using the tools/techniques shown. Also, they feel more competent in metadata and the use of online resources. The participants estimate that their teaching practice will change after the session from average to much. The motivation of the majority regarding using educational portal in teaching is higher than before attending the session and their motivation for using techniques and tools is much higher. The session has succeeded in adding very much to the motivation of participants in uploading learning objects or scenarios to an educational portal. Overall, the session has fulfilled the participants’ expectations and more than half have increased their digital competence.

6. Conclusions Agricultural education without limits can contribute to the improvement of quality of life by helping farmers to increase production, conserve natural resources, and provide nutritious food. In Greece open access to agricultural knowledge is gaining ground every day. In this context, AUA supports the knowledge dissemination through its evolving repository. In parallel, it participates in an even greater effort that has been started towards the development and cooperation of IRs for all Greek universities. The initiative is funded by European Union and Greek Government in the context of the National Strategic Reference Framework (NSRF) 2007-2013. The main purpose of this effort is to digitize a major part of the material held by the libraries and the archives of the universities in order to preserve this cultural and scientific heritage, providing open access to grey literature, and promoting scientific research and education. The material is consisted of rare books, magazines, photographs, research papers, theses, dissertations and other educational material. Moreover, AUA is contributing to the promotion of open access to learning repositories and the effective use of digital content via in-service training of tutors and school ICT staff in the context of the Metaschool project. Future work will concern the study of interoperability issues of agricultural repositories with Greek content, supported by academic institutions and related organizations, in order to build a national harvesting service.

Acknowledgment The authors wish to acknowledge that part of this work has been funded by the European Union through the Comenius Programme..

References Chantavaridou, E. (2009). Open access and institutional repositories in Greece: progress so far. OCLC Systems & Services, Vol. 25 (1), pp.47 - 59 . Costopoulou, C., Manouselis, N., Ntaliani, M., Tzikopoulos, A., (2010). Training Agricultural Tutors in Digital Learning Repositories. Proceedings of ITAFFE’10-3rd International Congress on Information and Communication Technologies in Agriculture, Food, Forestry and Environment, 14-18 June, Samsun, Turkey, ISBN 978-975-763671-7, pp. 15-21. DCMI, (2008). Dublin Core Metadata Element Set, Version 1.1. DCMI Recommendation. Available from: http://dublicore.org D2.1-METASCHOOL Deliverable: Training framework design, 2009. EDRENE, (2009). State of the art II-Educational repositories in Europe. Available from: http://edrene.org/results/deliverables/EdReNe%20D%202.6%20SoA%20-%20II.pdf

78


Training resources and e-Government services for rural SMEs: the rural inclusion platform Pantelis Karamolegkos 1, Axel Maroudas1, Nikos Manouselis1 Abstract. Rural Inclusion, a project supported by the Information and Communication Technologies Policy Support Programme of the European Commission, aims to adopt, adapt, and deploy a Web infrastructure, in rural settings, combining semantics with a collaborative training and networking approach, offering e-Government services that will be supported by a rigorous and reusable service process analysis and modeling, and facilitating the disambiguation of the small businesses needs and requirements when trying to carry out the particular transactions. This paper, presents an overview of the architecture of RuralObservatory2.0 which will play the critical role of training content and eGovernment services repository of the overall Rural Inclusion platform. Keywords: eGovernment, training content, repository

1. Introduction It is widely acknowledged that Small and Medium Enterprises (SMEs) constitute a critical aspect of the overall production process in liberal economies. Hence, it becomes evident that the optimization of their productive processes and the minimization of their operating costs are in the interest of the greater business ecosystem. However, although significant provision has been taken in terms of motivating the foundation and sustainability of SME’s there are yet criticalities pertaining to each enterprise’s distinct idiosyncrasies that need to be addressed. One of these issues is the low degree of penetration of innovative tools and technologies by SME’s residing in rural areas. The side effects stemming from such a deficiency are more or less evident; however they become more dominant under the specific circumstances that characterize the operation of rural enterprises, i.e. the physical distance between their premises and central public authorities, which make the respective transactions cumbersome and costly. At the same time, one of the most significant aims of the European Union (EU) is the reduction of the administrative burdens imposed to business by Public Administration. In 2007, the European Commission presented an Action Programme aimed at reducing administrative burdens in the EU by 25% by 2012. In such a context, a major European Project, Rural Inclusion 2, supported by the Information and Communication Technologies Policy Support Programme of the European Commission, aims at adopting a state-of-art infrastructure that will facilitate the offering of innovative services by public administration in rural areas. The Rural Inclusion platform can be perceived as an incubator of three different, independent and welldefined components, each of which serves a particular purpose: • Semantic eGov, which offers personalized public service information to the rural SMEs following a conversational ontology-based approach. • RuralObservatory 2.0, which is the carrier of training content and will provide for some additional e-government services. 1

Pantelis Karamolegkos, Axel Maroudas, Nikos Manouselis Greek Research and Technology Network, 56, Mesoghion Av. , 11527, Athens [email protected], [email protected], [email protected] 2 www.rural-inclusion.eu

79


•

eGov Tube, which focuses on the change management/innovation adoption process by providing a semantically interactive web platform for knowledge and experience exchange between users

In this paper we focus on RuralObservatory2.0 3 component which will be one of the key components in terms of training the project´s target audience (i.e. public authorities and SMEs’ personnel, as well as citizens and entrepreneurs in general) in the adoption of eGovernment services. The following figure depicts the first page a user views when visiting the RuralObservatory2.0 portal.

Figure 1. Main page of RuralObservatory2.0

2. RuralObservatory Content Objects The RuralObservatory2.0 is an evolution of the Rural e-Gov Observatory, an online digital content and eGovernment services repository that was developed in the context of the Rural-eGov Leonardo da Vinci (LdV) initiative 4, and which monitors and assesses the e-Government services that are being deployed in a number of rural areas around Europe. The RuralObservatory 2.0 aims to list the digital training content that will be developed to support the vocational training curriculum on how to prepare rural SMEs to use and exploit e-government services. In addition, the Observatory 2.0 will list collect, describe and categorize e-government services that can prove useful to SMEs in the rural areas to be considered. Both the training content and the eGovernment services or RuralObservatory, in the scope of Rural Inclusion project is called Rural Inclusion Content Objects (ReCOs). Consequently, in the context of Rural Inclusion, the two main categories of content objects will be Rural Inclusion Digital Training Objects (DTOs) and e-Government Resource Objects (eGROs).

3 4

www.rural-observatory.eu http://rural-egov.eu

80


2.1. Digital Training Objects (DTOs) A number of DTOs has been developed to support the scenarios of the project, including different types of educational material. These are stored as electronic files in the form of PowerPoint presentations, Word documents, PDF documents and others. These digital resources can be uploaded in the database of the Observatory 2.0 Portal, and will be made available to all interested users. To facilitate searching, locating and downloading appropriate resources, the characteristics of the DTOs have to be briefly reflected in their descriptions. In this way, users can simply go through the various descriptions, and select the most appropriate resources for their needs, instead of downloading each file and checking for their appropriateness. Apart from reflecting the most important characteristics, descriptions have to also be available in the language of the users (that is, multilingual descriptions will be necessary). In the context of Rural Inclusion project, the RuralObservatory2.0 is available in all languages of the project, namely English, Spanish, French, Greek and Latvian. 2.2. e-Government Resource Objects (eGROs) Apart from the training resources, the Rural-Inclusion Observatory 2.0 aims to list a number of egovernment services for each participating country that are useful for the SMEs in the corresponding rural areas. The eGROs that are listed are mainly the ones to be examined in the context of the project (i.e. the case studies to be used in the training scenarios). Descriptions of the e-government services are also included in the RuralObservatory2.0 Portal, in order to allow users search through the listings of services and identify ones that may be useful for their needs. For this reason, these descriptions are structured in such a way that allows searching and browsing according to various properties such as their geographical coverage, their business sectors, and others. Again, apart from reflecting the most important characteristics, descriptions are available in the language of the users.

3. Users There are three kinds of users, each one accessing the portal in a different fashion: • Visitors, who can use the Public Services of the Portal such as browsing or searching for DTOs and / or eGROs. Visitors can be either registered or unregistered, with the registered ones having access to a wider set of the portal’s functionalities such as adding annotations or rating to DTOs and evaluating eGROs. • Content Providers (CPs), who can upload DTOs or reference to eGROs and their corresponding Metadata. • Administrators, who perform all the administrative functions related to Visitors, Content Providers, DTOs and eGROs. Those include Viewing/Deleting/Deactivating DTOs/eGROs and the corresponding Metadata, Accepting or Declining Requests for Registration from CPs, Viewing/Activating/Deactivating Registered Visitors or CPs etc. The following figure illustrates the users of the Rural-Inclusion Observatory 2.0 Portal and their categorization.

81


Figure 2. Users of RuralObservatory2.0

4. Architecture and Software Technologies The next figure illustrates the main architecture of the RuralObservatory2.0. The users accessing the portal, the corresponding services as well as the repositories involved are depicted

Figure 3. Overall architecture of RuralObservatory2.0

82


The RuralObservatory2.0 Portal requires transaction and state management services, resource pooling and multithreading. The J2EE architecture5 that has been used in this project separates those low level services from the application logic. Since those services are implemented by application servers, this saves development overhead of reinventing the wheel. Furthermore, changes in the underlying database, or even the application server would require only a few changes in the deployment scheme and none at all in the source code. Thus, it simplifies the development of multi-tier enterprise applications. Lastly, using standardized and reliable software architecture when developing a system, will most likely decrease any future costs and ensure longevity of the application. Most J2EE applications follow the 3-tier architecture. The RuralObservatory2.0 Portal has been based on J2EE technologies, thus it has also followed the most commonly used architecture: • • •

Presentation layer: The presentation tier mainly deals with presentation logic, generally implemented by servlets 6 and jsps 7 . Tomcat will be used as the Web container. Business layer: The business layer contains business components such as Spring Controllers and Services encapsulating the business logic. Database layer: The database layer contains persistent data generally stored in a RDBMS Observatory 2.0 uses MySQL for storing information.

The design and specification of the RuralObservatory2.0 also called for the design of the system’s repositories: that is, of the databases that store information about DTOs and eGROs and the relevant metadata. In the case of RuralObservatory2.0 the stored metadata about the resources has been represented according to two selected metadata standards. More specifically, for the description and classification of the eGROs for rural SMEs, the RuralObservatory2.0 used a specialization of the e-Government Metadata Standard (e-GMS). In addition, for the description and classification of the DTOs, a specialization of the IEEE Learning Object Metadata (IEEE LOM, ISO/IEC JTC1 SC36) standard has been developed. The metadata (and therefore access to the training resources) are made available to other repositories and federations of repositories, through their exposal using the OAI-PMH 8 protocol. This allows for the potential federation of the RuralObservatory2.0 with federations of repositories such as ARIADNE 9 and GLOBE 10.

5. UML Analysis of System’s Behavior To further analyze the system and its expected operations, we have engaged the Unified Modeling Language 11 which is the de-facto software industry standard modeling language for visualizing, specifying, constructing and documenting the elements of systems in general, and software systems in particular. UML provides a rich set of graphical artifacts to help in the elicitation and top-down refinement of software systems from requirements capture to the deployment of software components (Boggs, 2002).

5

Java™ 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE), http://java.sun.com/j2ee/overview.html Java™ Servlet Technology, http://java.sun.com/products/servlet/ 7 JavaServer Pages Technology, http://java.sun.com/products/jsp/ 8 www.openarchives.org 9 http://www.ariadne-eu.org/ 10 http://www.globe-info.org/en/aboutglobe 11 http://www.uml.org 6

83


Figure 4. Part 1 of the overall Use Case Diagram


84




In UML, a system is described using different levels of abstraction and considering various views (i.e. Business view, Use Case view, Design and Process view, Implementation view). Each view is realized

85


using different UML modelling tools (diagrams), such as Use Case Diagrams, Activity Diagrams, Sequence Diagrams, Collaboration Diagrams, Statechart Diagrams, Class Diagrams, Component Diagrams, and Deployment Diagrams. UML is largely process-independent, meaning that it can be used with a number of software development processes. Due to space restrictions, we only present the Use Cases in which the identified users are engaged (Figures 4-7). The detailed analysis is included in the technical documentation of the project.

Acknowledgments The work presented in this paper has been funded with support by the European Commission, and more specifically the project “Rural Inclusion: e-Government Lowering Administrative Burdens for Rural Businesses” of the ICT PSP Programme

References Boggs, W. 2002. Mastering UML with Rational Rose, SYBEX Inc e-GMS: E-Government Metadata Standard version 3.0, www.govtalk.gov.uk/schemasstandards/metadata_document.asp?docnum=872 (2004) IEEE LOM: Draft Standard for Learning Object Metadata, IEEE Learning Technology Standards Committee, IEEE 1484.12.1-2002 (2002) ISO/IEC JTC1 SC36: Working Draft for ISO/IEC 19788-2 – Metadata for Learning Resources – Part 2: Data Elements (2005)

86


Case study of a web portal for agricultural professionals 1

Madalina Ungur , Axel Maroudas

2

Abstract. ICT training activities for immigrant in particular and teaching in general workforces can be complemented by online points of reference that they can access to find relevant information and educational resources. To this direction, we present the design and implementation of the LaProf Web Portal, which aims to serve as an online reference point for the above mentioned workforces in seven languages. The LaProf Web Portal collects, describes and categorizes language learning resources, i.e an online learning resource repository, which points towards the direction of collaborative learning. Keywords: ICT, agriculture, online collaborative learning, multilingual language learning exercises, repository.

1. Introduction LaProf is a Multilateral Project that aims to promote language awareness to immigrating workforces in two sectors: ICT and agriculture. The main goal is to provide access to language learning resources that will help familiarize candidate immigrants with the terminology and cultural issues in their sectors through developing and disseminating language learning exercises. The pilot user communities addressed are (a) ICT teachers living in Estonia (and the Baltics, in general) who want to move and work in Finland, and (b) agricultural professionals living in Romania who want to move and work in Greece. The project’s focus encourages European citizens from Estonia and Romania to learn official European languages (such as English, French, Finnish, and Greek) to help them better understand the working environment and culture of the targeted countries (i.e. Finland and Greece). To achieve this, LaProf will raise the awareness of available language learning activities and develop and disseminate language learning materials. LaProf will develop and promote language learning methodologies and resources to motivate the language learners and enhance their capacity for language learning so that the targeted user groups have greater ease acquiring language and cultural familiarity, and to raise awareness for the targeted languages. In this paper we particularly focus on the LaProf Language Learning Web Portal. This is an online environment that will collect and provide access to the digital language learning content.

2. Rationale There is a strong need for language learning initiatives that enable immigrating workers to learn the language and terminology required in their profession and adapt to the country were they are moving. This reality is already prominent in two example user groups: Estonian ICT teachers that move to and work in Finland, and Romanian agricultural experts who move to and work in Greece. These example user groups were chosen since they belong to two professional sectors (ICT and agriculture) that can be considered ‘knowledge intensive’. A good knowledge of professional terminology in the destination countries’ native languages will ease the user group’s cultural integration.

1

Madalina Ungur AgroKnow Technologies, Kounoupidiana, P.O. Box 1011, 73100 Chania, Greece [email protected] 2 Axel Maroudas Greek Research & Technology Network (GRNET), 56 Mesogion Av., 11527 Athens, Greece [email protected]

87


The first user group is teaching staff (such as teachers of secondary education) from the Baltic countries that wish to move to the Nordic countries to work. Baltic languages have limited reach and there are very few quality job-related language learning resources available for speakers of Baltic languages. For example, the Swedish/Danish language learning opportunities that are online at www.danskabc.dk, are resources for rather advanced learners, and not professionally oriented. In addition, learning over English or French (which is a major enabler) can still be considered difficult, as not all citizens of the Baltic countries speak either of these two languages. The second targeted user group is agricultural professionals that are moving from Eastern European countries and the Balkans to work in Mediterranean countries. Usually, this user group lives in rural areas, where language learning services are not provided – especially those focused on a specific profession. This immigrant workforce lives far from cultural centres and is unable (or not willing) to join language courses provided by professional institutions. Most language learning resources that could be applicable for the user groups have a “touristic” focus, and therefore do not concern the specific needs of working professionals. In most cases these courses deal with general language learning and are not addressing particular professional terminology or cultural issues. LaProf promotes language awareness to immigrating or immigrant ICT teaching personnel and agricultural professionals to address these gaps. Its goal is to develop, publish online, and provide free access to language learning resources that will help familiarize candidate immigrants with the terminology and cultural issues in their sectors. Thus, in the context of LaProf Web Portal, a number of LLOs will be developed to support the training scenarios of the project, including different types of educational material (lectures, best practice guides, self-assessment forms, etc.). These are expected to be stored as electronic files in the form of PowerPoint presentations, Word documents, PDF documents and others. They will be developed to support the training scenarios of all participating parties, and will therefore be available in English, Greek, Finnish, Estonian, Romanian, Polish and Hungarian. All these digital resources will be uploaded in the database of the LaProf Web Portal (LaProf Repository), and will be made available to all interested users. To facilitate searching, locating and downloading appropriate resources, the characteristics of the LLOs have to be briefly reflected in their descriptions. In this way, users can simply go through the various descriptions, and select the most appropriate resources for their needs, instead of downloading each file and checking for their appropriateness. Apart from reflecting the most important characteristics, descriptions have to also be available in the language of the users (that is, multilingual descriptions will be necessary).

3. Analysis of user roles and interactions Figure 1 illustrates the main architecture of the LaProf Web Portal. The users accessing the portal and the corresponding involved services are depicted.

88


Figure 1. Overall Architecture of the LaProf Web Portal

There are three kinds of users, each one accessing the portal in a different fashion: • Visitors, who can use the Public Services of the Portal such as browsing or searching for Language Learning Objects (i.e. training material, LLOs). Visitors can be either registered or unregistered, with the registered ones having access to a wider set of the portal’s functionalities such as adding annotations or rating to LLOs. • Content Providers (CPs), who can upload LLOs and their corresponding Metadata. • Administrators, who perform all the administrative functions related to Visitors, Content Providers and LLOs. Those include Viewing / Deleting / Deactivating LLOs and the corresponding Metadata, Accepting or Declining Requests for Registration from CPs, Viewing / Activating / Deactivating Registered Visitors or CPs etc. The following figure illustrates the users of the LaProf Web Portal and their categorization:

89


Figure 2. Users of the LaProf Web Portal

To further analyze the system and its expected operations, we have engaged the Unified Modeling Language (UML, http://www.uml.org), which is the de-facto software industry standard modeling language for visualizing, specifying, constructing and documenting the elements of systems in general, and software systems in particular. UML provides a rich set of graphical artifacts to help in the elicitation and top-down refinement of software systems from requirements capture to the deployment of software components (Boggs, 2002). In UML, a system is described using different levels of abstraction and considering various views (i.e. Business view, Use Case view, Design and Process view, Implementation view). Each view is realized using different UML modeling tools (diagrams), such as Use Case Diagrams, Activity Diagrams, Sequence Diagrams, Collaboration Diagrams, State chart Diagrams, Class Diagrams, Component Diagrams, and Deployment Diagrams. UML is largely process-independent, meaning that it can be used with a number of software development processes. Due to space restrictions, we only present the Use Cases in which the identified users are engaged (Figures 4, 5, 6 and 7 below). The detailed analysis is included in the technical documentation of the project.

90


Figure 3. Unregistered Visitor Use Cases

Figure 4. Administrator Use Cases

91


Figure 5. Registered Visitor Use Cases

Figure 6. Content Provider Use Cases

92


4. Database Design The design and specification of the LaProf Web Portal also called for the collection, description and categorization of language learning training content to support its goal. Thus, the back-end database supporting the original goal of the Web Portal should be modeled, designed and implemented The stored information of LLOs, referred to also as metadata, has been represented according to the selected metadata standard. More specifically, for the description and classification of the LLOs, the Web Portal used a specialization of the IEEE Learning Object Metadata (LOM) standard. An example specification is presented in the following figure, while the complete database specification is included in the project’s technical documentation.

Figure 7. Example of Database Specification

5. Interface design & prototype The final stage in the design and specification of the LaProf Web Portal has been the design of its interfaces, and the implementation of its prototype version.

93


Figure 8. LaProf Web Portal Layout

Having in mind the kind and structure of information that the LaProf Web Portal needed to present as well as the rule of thumb when designing a Web Portal (i.e. look and feel – structure consistency) we ended up in the layout presented in the above figure. The basic building blocks of the Web Portal are always identified (menu items, search forms, tag cloud e.t.c.), while the centered main content changes depending on the users actions.

6. Conclusion In this paper we presented one of the outcomes of the LLP Language Learning for Professionals in ICT and Agriculture: the LaProf Web Portal. This is an online environment that collects, categorizes and provides access to the digital language learning resources that aim to help immigrant workforces. We presented the design and implementation of the Web Portal.

Acknowledgments The work presented in this paper has been funded with support by the European Commission, and more specifically the project No 143436-LLP-1-2008-FI-KA2-KA2MP “Language Learning for Professionals in ICT and Agriculture”. This publication reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein. The authors would like to thank all the consortium partners for their contribution in the design and implementation of this initiative.

References Boggs, W., Boggs, M. 2002. Mastering UML with Rational Rose. SYBEX Inc. Miller, P. 1996. Metadata for the Masses. Ariadne, vol. 5. NISO. 2004. Understanding Metadata. National Information Standards Organisation, NISO Press

94

Advanced Information Technologies in Agriculture and Related Sciences. HAAI-EFITA Workshop September 16-17, 2010 Budapest, Hungary Steinacker, A., Ghavam, A., Steinmetz, R. 2001. Metadata Standards for Web-Based Resources. IEEE Multimedia, January-March, pp. 70--76 Taylor, C. 2003. An Introduction to Metadata. University of Queensland Library, http://www.library.uq.edu.au/iad/ctmeta4.html. Gelb, E., Offer, A. 2005. ICT in Agriculture: Perspectives of Technological Innovation. European Federation for Information Technologies in Agriculture, Food and the Environment IEEE LOM. 2002. Draft Standard for Learning Object Metadata. IEEE Learning Technology Standards Committee, IEEE 1484.12.1. Tzikopoulos, A., Manouselis, N., Yialouris, C.P., Sideridis, A.B. 2007. Using educational metadata in a learning repository that supports lifelong learning needs of rural SMEs. In: EFITA/WCCA 2007 Conference on "Environmental and rural sustainability through ICT", Glasgow, UK.

95

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development

Sector spanning agrifood process transparency with direct computer mapping 1

2

Mónika Varga , Sándor Balogh , Béla Csukás 3 Abstract. Agrifood processes are built from multiscale, time-varied networks that span many sectors from cultivation, through animal breeding, food industry and trade to the consumers. The sector spanning traceability has not yet been solved, because neither the “one-step backward, one-step forward” passing of IDs, nor the large sophisticated databases give a feasible solution. In our approach, the transparency of process networks is based on the generic description of dynamic mass balances. The solution of this, apparently more difficult task, makes possible the unified acquisition of the data from the different ERP systems, and the scalable storage of these simplified process models. In addition, various task specific intensive parameters (e.g. concentrations, prices, etc.) can also be carried with the mass flows. With the knowledge of these structured models, the planned Agrifood Interoperability Centers can serve tracing and tracking results for the actors and for the public authorities. Our methodology is based on the Direct Computer Mapping of process models. The software is implemented in open source code GNU-Prolog and C++ languages. In the first, preliminary phase we have studied a couple of consciously different realistic actors, as well as an example for the sector spanning chain, combined from these realistic elements. Keywords: agrifood, sector spanning traceability, transparency, interoperability, Direct Computer Mapping.

1. State-of-art: traceability of agrifood process networks Traceability has been interpreted in several ways in the literature and in regulations. In common sense we can say that it covers the ability to identify and follow the units of raw materials or products through the process network, unambiguously. The definition of the TRU (Traceability Resource Unit) has been determined by Kim. According to this formulation, TRU is a clearly defined unit, that is uniquely identifiable and traceable (Kim et al., 1995). Traceability system originally means mainly record keeping procedures, which show the path of the TRUs, through a part of the production processes. We can classify the existing information management systems into the following groups: • Internal (within actors): follows data about raw materials and processes within the business, connected to the final product in each stage of production, processing or distribution, separately. • External (among actors): means traceability between various authors in the chain. • Whole chain system: aims spanning the sectors by means of separated, upper level, external databases. In case of internal tracing and tracking systems, we can detect a duality. In one hand, large enterprises use effective ERP integrated systems, but SMEs or small private businesses are usually not able to operate these systems, on the other. There is another duality in the field of sector spanning traceability. Two extremely different approaches have been formed. First is the solution with standardized IDs, according to 1

Mónika Varga Kaposvár University, 40 Guba S Kaposvár, 7400, Hungary [email protected] 2 Sándor Balogh Kaposvár University, 40 Guba S Kaposvár, 7400, Hungary [email protected] 3 Béla Csukás Kaposvár University, 40 Guba S Kaposvár, 7400, Hungary [email protected]

96


the EU regulations, namely to the one-step-up, one-step-down principle. But in this way, we lose the most important thing, the transparency of the whole network. The other approach plans huge central databases, where all data of the various actors are stored. Because of the widespread character of the agrifood network, of the heterogeneity of the stakeholders, and of the large amount of data, it seems irreal. We can state, that the good solution, the middle course does still not exist. In the last decades, forced by a growing, conscious consumer society, an increasing demand appeared for the healthy and safe food products. It is easy to understand that it can be guaranteed only by the forward and backward traceability of the whole system in a sector spanning way, from the cultivation, to the trading sector. Schiefer emphasizes, that because of food chain complexity, enterprises cannot solve the whole chain problem alone, but it requires concerted action (Schiefer, 2008). Motivated by the various food scandals, an assertive demand has been appeared to handle, to enable and to share the huge amount of collected information, through the whole chain, already in the first years of the 21st century. Numerous projects have been carried out in this field since then, but we can say that the problem is almost the same, as twenty years ago. The various food scandals resulted several methods and solutions. In a recent paper Wolfert et al. describe explicitly, that a really workable sector spanning system has not yet been developed (Wolfert et al., 2010). A more comprehensive state-of-art review can be found in our former paper (Varga and Csukás, 2010).

2. Outlines of a possible solution In general, traceability in the agrifood networks means the ability to follow a food, feed, foodproducing animal or substance through the whole chain of production, processing and distribution, from the field to the table of the consumer. According to our understanding, from a process modeling point of views, it means the tracing and tracking of stoichiometric balance processes through the whole process chain. In our paper we outline the characteristics of a possible solution, based on the Direct Computer Mapping. Our paradox concept is that we have to solve an apparently more difficult task. This task is the tracing and tracking of dynamic mass balances. It seems difficult at first, however it provides us the transparency of the whole network. The dynamic mass balance of the input and output TRUs of an actor means also the necessary and sufficient information to describe the structure. With the simulation of the actual data set, we can fix the respective actual state. In this context, further simulation means the extension of the database stepwise, in line with the data acquisition. The acquisition of the dynamic mass balances can be solved with unified principles from the ERP systems. Of course, for the smaller actors we have to give appropriate software to this activity. In this way the various task specific intensive parameters (e.g. prices, concentrations) can also be carried together with the mass flows. This solution supports the tracing and tracking of suddenly appearing components by effective searching algorithms. The above outlined characteristics claims for an IT solution, that supports the model generation from unified building elements, helps the scalable storage of the model files in databases, makes possible the case specific extension of the models, and supports the development of effective multiscale tracing and tracking algorithms.

97


2.1. Principles of the method The principle of Direct Computer Mapping has been elaborated many years ago (Csukás, 1998), and since then, it has several practical applications in those fields, where difficult problems required a nonconventional, but flexible solution. The basic idea behind the principle can be summarized by the followings. In the usual way of problem solving, we build a mathematical construct from simple equations or rules, via abstractions. Next, we have to decompose it, and solve with a numerical method. The DCM approach simplify this way. Its basic concept is, that “let know the computer about building elements of the real world”. In this way, according to Fig.1., we map the problem directly from elementary building blocks to the executable program.

Figure 1. Principle of Direct Computer Mapping (Csukás, 1998)

The determination of these model elements comes from the natural structure of the process models. There are states (measures or signs) and transitions (transportations, transformations or rules) behind all of the processes. These elementary building blocks communicate with each other, and with their environment. In the software implementation these natural elements and their connections can be associated with brief program code behind them. It means, that the discrete or continuous and quantitative or qualitative functioning of the state and transition elements can be described by typical classes of expert defined brief programs, executed by the general kernel. The general kernel contains those funcitonalities, that are indispensable for the simulation (e.g. time handling, etc.). According to the experiences of the former applications, the various processes can be generated from the same, unified building blocks, and it gives the general applicability for the method. There are some exciting and useful principles behind the Direct Computer Mapping. The conservational processes can carry informational subprocesses. The difference between them is that informational processes consume less resources, and effects more impact on the complementary part, than vice versa. In the practical applications, according to this principle, the qualitative knowledge can be carried as intensive parameter with the mass flows, quantitatively. The other exciting outcome is the principle of cooperative processes. It means, that cooperation is organized by the mutual (consensus) consideration of the objectives between the functionally connected neighbors. The practical application of this principle in our case is, that stakeholders of the system serve and request traceability information according to the cooperative scheme. 2.2. Software implementation and interfaces The software implementation of DCM applies declarative logical GNU-Prolog and C++ languages. For graphical user and expert interfaces, we use an extended Graphviz, temporarily, while there is an ongoing development for a new QT based GUI.

98


Right now, the investigated process structures are described by an extended Graphviz interface. We describe graphically the elements of the processes according to the principles of DCM. In line with it, Graphviz map the structure automatically into a simple .dot format. We extend this .dot format with GNUProlog declarations, which makes possible the description of the characteristics according to the investigated process (e.g. the actual measures, the initial concentrations, etc.). The kernel program generates the user and expert modules automatically from this file, next executes the dynamic simulation, and write the results into a simple .csv file.

3. Example applications of the developed method To test the applicability of the method and the effectiveness of the developed tracing and tracking algorithms, we tried to choose consciously different stakeholders, with quite different activities. In Table1. we summarize the main characteristics of the studied examples. Table 1. The investigated examples Case study 1.

Investigated system

State elements

Transition elements

Data sources

Frequency of data acquisition

Difficulties

Case study 2.

Case study 3.

Arable farming (a real model farm)

Game management ( a real company)

Slaughterhouse (a real small slaughterhouse)

parcels, input and output storages

individually registered animals, fodders, medicines, feeding strategies

individually registered animals, warm and cooled carcasses, cutted, packed and bulk meat goods

agricultural and commercial processes with mass flows

registration, growth, shooting down, slaughtering, feeding, and commercial processes

slaughtering, chopping, cooling, storage, commercial processes

obligatory data registers (e.g. the formal parcel identifier system)

obligatory data registers

individually dedicated software to support data registration

1-2 weekly, in accordance with the agricultural processes

various (e.g. daily for feeding, or monthly for rare events)

hourly and daily

separation or rename of the parcels

feeding strategies, depends on seasons and age, individual identification of animals

identification of packages, produced from different carcasses

In every case the most important issue was to outline the structure on the basis of the previous year’s data. In this way, we fixed the initial state. The recent task is the real-time, continuous data acquisition, depending on the characteristics of the investigated system.

99


3.1. Arable farming First analyzed example was a real model farm, with arable farming activity. The state elements were the parcels, as well as the input and output storages. The transition elements were the various agricultural and commercial processes with mass flows. We can use the mandatory data registers as data sources. The frequency of data acquisition is generally determined by the characteristics of the investigated processes. In this case, the 1-2 weekly data acquisition seems to be a good practice. Collected data are the followings: • data about the cultivated parcels; • data about the utilized raw materials, in TRU units (seeds, fertilizers, pesticides, etc.); • data about the products, in TRU units; • seller and buyer information. In the recent phase of the development, we are working on the automation of the data acquisition with unified principles, on the basis of the obligatory data registers. The basic principle is, that the necessary and sufficient data are the mass balances of the TRUs. All of the examples have their special difficulties. In case of arable farming, one of the biggest problems is the permanent, time to time changing of the parcel structure. For example, it makes difficult the tracing of the various soil components, which come with the fertilizers, etc. These problems mainly originate from the not really well-considered record system. For example, the administrative name and measure (by the satellite) of the parcels appear only after the physical cultivation, next year. Another problem is that the measured data are often incorrect, although, it is the basis of the agricultural subventions. Figure 2. illustrates a small part of the investigated crop farming, regarding the parcel No.22.

Figure 2. A small part of the arable farming example (parcel No.22)

On the basis of the whole structure (altogether 47 parcels), the kernel program of the simulator generates automatically the necessary files for the dynamic simulation. Simulation results, based on the previous crop years’ data, provide a good basis for the initial state. Recently, we extend the database continuously, as well as we develop the data acquisition software and the quantitative tracing and tracking algorithms. In the following diagrams we illustrated some results of the dynamic simulation, on the basis of the previous two crop years. In Figure 3. we can see a discrete event, the changing of the parcel name. In this

100


example, there was no change in the measure of the area. In Figure 4., we can follow dynamically the utilization of the seed and the harvesting of the product. Figure 5. shows the consumption of the various fertilizers.

Figure 3. Dynamic simulation of a discrete event

101


Figure 4. Dynamic simulation of some raw material and products

Figure 5. Simulated amount of various fertilizer pools

102


Using the developed Prolog algorithms, we can search for the origin of a given component, or we can track the way of a given component, until all of the possible outputs. In this application the program lists the possible routes into a .csv format. 3.2. Game management A quite different example was a real company, dealing with game management in almost 1.5 thousand hectares. According to the valid regulations, they register the animals individually. Similarly to the above example, we determined the process elements (see in Table 1.), built the structure and, with the actual data, we simulated the previous year, ‘a posteriori’. In the same way as in the arable farming example, we can follow the dynamically changing data of the involved components with the forward simulation. In this case, the age and season depending feeding strategies made the problem solving more difficult. To eliminate this problem, we utilized the advantages of the above mentioned theoretical principle, namely the specific interpretation of the conservation based informational processes. Accordingly, we determined the various feeding strategies as signs. Another exciting characteristic of the applied method is the ability for the backward simulation. Figure 6. illustrates the results of the inverse simulation. As the dynamic simulation provides basis for the tracking, inverse simulation supports the tracing functions. In this case, starting from a fixed final state, the kernel executes the backward simulation, with the knowledge of the equations, used for the simulation. In this Figure we can see the forward and backward simulated changes of weight of a given individual.

Figure 6. Forward and backward simulation of the weight of a given individual

103


3.3. Slaughterhouse Third example was a slaughterhouse, modeled similarly to the other examples. According to the experiences, there are special difficulties to be solved, but the description of the structure and functionalities can be done in the same way. To make the data acquisition easier and to eliminate the additional data needs, we tried to lean on the mandatory data registers in this case, too. Of course, we adjust data acquisition to the frequency of the slaughterhouse processes. It means hourly data collection. Special difficulty was the identification of packages, produced from different carcasses. We trace the package ID back to the flock ID. In this way, we resolved the problem, and it makes possible to reach the supplier.

4. Current research Recently, we try to combine the previous examples and to study, how the heterogeneous actors can be joint in various searching algorithms. Figure 7. illustrates the connection of the above described three actual examples. It is a quite fictitious and arbitrary process, of course, but it gives a good basis for the forthcoming development. The connecting elements are the commercial processes, obviously.

Figure 7. Connecting various actors of the agrifood network

According to our basic concept, the way of sector spanning tracing or tracking can be explained as follows. For example, let’s see the case of a suddenly appearing unknown component. Firstly, we are search for the possible routes of this component, only in the inputs and outputs of the involved

104


stakeholders (higher level, sector spanning structure, signed with red circles in Figure 7.). Next, if there is a path until a given input or output, we trace into the macro level model of the actor, which practically means the stored bone structures of its processes, described by the dynamic mass balances and stoichiometries. These two stages make more effective the search, especially in case of huge networks. Another advantage is that with linking of the new component to the mass balances, we will be able to follow such new components that are not involved into the model before. In this way, the Center will be able to suggest measurement points and/or can makes measurements. Our final goal is an example region, with a sector spanning traceability system. Of course, it needs further improvements, with special regards to the data acquisition tools and the tracing and tracking algorithms. The step-by-step extension of this example network claims for the clear determination of the system contour, and for the absolute indication of the not involved sources.

5. Conclusion A daily problem for the actors, that the frequently changing mandatory data demands are overlapping and sometimes confusing. Various authorities ask for data from various aspects, and in spite of it, data set is still not complete. Another serious problem is, that the required data does not satisfy the observability and controllability of the processes. Probably, a great byproduct of our work would be if the authorities would realize, that mandatory data demand needs better considered coordination and rationalization. Another advantage is that the developed methods will support not only the solution of the traceability, but also other important tasks (e.g. value chain analysis, observation of hidden resources). We can state, that the method makes possible the unified management of the completely different processes. According to our experiences, effective tracing and tracking algorithms can be developed with the applied declarative, logical programming language. The various intensive parameters can be carried by the dynamic mass flows. For example, we are able to carry with the mass flows various components, that appear suddenly. The acquired process data can be stored in the dedicated databases of an Agrifood Interoperability Center. On the basis of the developed methods, the role of planned Agrifood Interoperability Center would be the data serving for actors and authorities, based on the real data and/or on the simulated case studies. The tasks to be solved are e.g. the forward and backward tracing investigations, the determination of hidden resources, value chain analysis, or waste detection. Considering these tasks, the necessary data exchange can be summarized in the following. The Center would need the input and output mass flows in TRU units, the stored amount of TRUs, the calculated or estimated stoichiometries between the TRUs, and possibly, additional knowledge that supports special investigations. The Center serves for the actors tracing and tracking information, and in case of harmful components, suggest measurement points or realize the measurements itself. An exciting outlook for the future is that the agrifood process interoperability could be a good example for the future economic paradigm. Agriculture utilizes the single outer resource of Globe, the solar energy. Food serves the bare necessities of mankind. Interoperability supports local supply, which will be more and more important from strategically and economical points of views in the future. That is why the dedicated Agrifood Interoperability Centers must be out of the various lobbies and individual interests.

References Csukás, B. 1998. Simulation by Direct Mapping of the Structural Models onto Executable Programs. AIChE Annual Meeting, Miami, Paper 239/9.

105

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Kim, H. M., M. S. Fox, M. Gruniger. 1995. An Ontology of Quality for Enterprise Modeling. IEEE Proceedings of WET-ICE, 105-116. Los Albamitos, CA, USA. Schiefer, G. 2008. Tracing and Tracking – A Challenge for System Organization and IT. Journal of Information Technology in Agriculture, 3: 19-25. Varga M., B. Csukás. 2010. On the Way toward the Sector Spanning Agrifood Process Traceability. Agricultural Informatics 1(1): 8-18. Wolfert, J., C. N. Verdouw, C. M. Verloop, A. J. M. Beulens. 2010. Organizing information integration in agri-food – A method based on a service-oriented architecture and living lab approach. Computers and Electronics in Agriculture, 70(2): 389-405.

106


Using possibilities of GIS in tourism Gergely Ráthonyi 1 Abstract. The Hungarian travel and tourism industry suffered from the global financial cisis in 2009, when the productivity of the Hungarian economy affected disposable income levels and resulted sharp decline in spending on leisure and recreation services, as consumers were trying to save money by reducing their spending on nonessential items. The financial crisis had a severe impact on consumers’ confidence. Consumers became very careful with their spending because of the general uncertainty in their financial situation. However, in the past years– except the drop caused by the financial crisis – the tourism has become one of the dominant sectors in Hungary. Thereto it maintains, it means our guests desire to come back to Hungary and make others to visit Hungary too, we – who live here – should provide for tourists appropriate level of services. One of the most important part of services is the service of information. In most of cases using of the map is unavoidable and in connection with it tourism, traffic and service information is appearing. We need for this information during the travel. With the development of a complex Geographical Information System (furthermore GIS), on the one hand we may grant an overall service for the tourists, on the other hand we may give information which support business decision for the institute which provide tourism services. In my presentation I represent some opportunities of geoinformatics which are useable in tourism. The spread of geoinformatics expanded its scopes in tourism. Systems which assure a wide range of query and screening are ready for professional and users can use such systems which contain easier function. I show in the practise how geo informatics provides competitive edge to firms which deal with tourism and what kind of advantages have the tourists if they use geo informatics. Keywords: Tourism, online tourism, GIS, Spatial Decision Support System.

1. Introduction GIS integrates hardware, software, and data for capturing, managing, analyzing, and displaying all forms of geographically referenced information. GIS helps us to view, understand, question, interpret, and visualize data in many ways that reveal relationships, patterns, and trends in the form of maps, globes, reports, and charts. GIS is a rapidly developing, steadily changing scope of science looking back on a very short past (http://www.gis.com/content/what-gis). There is a new field of GIS applications, that will be more and more significant in Hungary, that is business applications of GIS – among the many fields of application mention must be made of insurance, transport, telecommunication, finance, marketing, broadcast, service activities, parcel sending services, health care, developing of banks, fast food restaurants, chains of stores, and chains of hotels. The potential of GIS applications in tourism industry is significant. Tourism Industry consist of several sectors such as accommodations, attractions, transport systems, travel organizers, destination organizations. Tourism plays a significant role in Hungarian economy that is also verified by statistical data. According to these the contribution of this branch to the GDP was more than 8% in 2008 (TDM Működési Kézikönyv, 2008). In 2010 Hungary takes one of the Traveller's Choice Destination Awards and Budapest is ranked 4th in the category for Relaxation and Spa in Europe (http://www.tripadvisor.com/TCDestinations-cRelaxation-g4). In order to have tourism furthermore a strong branch in Hungary in spite of the financial crisis we have to offer services at an appropriate niveau for both foreign and home tourists. One of the most important parts of services is the service of information. In connection with tourism map will be always used as well as touristic, transport, service and other information referring to maps. By creating a complex GIS we can on the one hand offer services of full range for tourists on the other hand we can gain information on 1

Gergely Ráthonyi University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

107


which important business decisions for institutions of tourism will be based. This way they can gain a serious business advantage.

2. How GIS systems are connected with tourism? People go to destinations for various reasons, dependent on their preferences - for sport, relaxation at the beach, mountain scenery, events, and meeting friends - and the places they choose match their budget and desires. Everyone must have met a problem in his life when he had to use a map and on this map he had to check what is there on that very territory where there is a certain building or territory situated. Beyond all these, probably everyone tried to measure a distance or to estimate a certain territory. We can get an almost satisfactory answer to these questions in nearly every case with the help of a traditional map. What can we do nevertheless, if we handle more map pages at the same time as an overlapping? How can we check the changes and make them appear? How can we limit certain territories according to certain points of view? Can we order descriptive data (more detailed below) to our territory units on the map, How can we guarantee the up-to-datedness of all these? It can be seen that these demands can not be satisfied or can only be satisfied with much difficulty by traditional means (paper maps, table registrations), with spending much energy, time and money. Development of computer technology involved creation of tool system of geographical information system and having this equipment, these seemingly complicated questions are to be answered in an efficient way. In case of the applications mentioned in the introduction (logistics, insurance, banks, telecommunication, tourism) most often commercial applications come into our mind about the expression business GIS respectively questions referring to the spatial situation of partners, concurrent and own shops. In case of a hotel they are the following: Where shall I open a new hotel? Where are the competitors situated, etc.? For thousands of years we have dealt with registering of natural and artificial objects, landmarks and living or non-living properties in the topic of tourism and in the course of times huge data stores accumulated that are difficult to handle. An appropriate solution for the systemization is computerized registration.

3. Using GIS application for the preparation of a business decision A wide range of information and its usage in a GIS will be shown through a fictitious example according to the Econo Consult Software Developing Company. Next I will examine the information necessary for the determination of the place of a new hotel chain unit in the North Plain Region. Let me presume that the new hotel would like to welcome both the home and the foreign guests with a thermal water bath. Nevertheless, this condition alone is not enough from the point of view of establishing a hotel though it is appropriate to give an example how to critical create a fundamental data basis. Let me examine which data we need to take the drawing best possible decision. The most essential question at choosing the site for a hotel is: where is it worth situating the new unit? At this point GIS-s might be helpful that visualize the influencing factors, thus they supply critical information to take the right decision. With their help we spare money, energy and also time for our undertaking so that we can set the place of the new hotel more quickly and in a more efficient and exact way. Below I gather the above mentioned influencing factors without a demand for completeness. The most basic information we will need during the decision-preparation are the following: maps of county borders; cities and settlements; hydrogeology because of the thermal bath; road network and the

108


descriptive data. After all these we can talk about the information vital for the determination of the site of the thermal water hotel in my example which contains the data of thermal springs in Hungary. On our fictitious map there are the territories of thermal waters in North Plain Region which are grouped according to temperatures. In this database one can find data necessary to a decision not only classified into territories but we can let appear the places of wells on the map that can be viewed in the form of points. To a point like this belong numerous other pieces of information such as the name of the settlement, the local name of the well, its ID number, the year of building, whether it is in usage, what is the depth of the well, the temperature of the outflowing water, its highest output, its OGYI qualification and other useful pieces of information. So far one could maybe get along in a simple Ms Excel program or with any other database program with choosing a site for the hotel though even there lack of a visual appearance would cause a problem. Simple maps nevertheless do not contain the useful information which plays an important role at taking the final decision. In the lines above I shortly determined characteristics referring to geometrical features so we can widen the scope of information and also we can extend our map with information of settlementlevel. These pieces of information contain an immense amount of data which I will show in the next enumeration without a demand for completeness. • Basic data (name and type of settlement, size, small region, etc.) • Transportation (railway network, own public transportation, road net, etc.) • Demographic data (population number, age groups, educational level, etc.) • Economic data (significance of economic branches, unemployment, etc.) • Services for the population (health and social infrastructure, shops, etc.) • Basic data of tourism (number of hotel beds, data of guests’ traffic, attractiveness, statistical data, etc.) • Data of realty market (realties for sale, average real estate prices, etc.) • Climate characteristics (weather, number of sunshine hours, quantity of fall, etc.) Clicking on the settlement on the map the most important data will be available for us, of course only those being in the database. We arranged all the gathered relevant information that influences the result of the investment into a solid database and we have divided them into three main groups: basic data (county borders, etc.), geological information (data of wells. territorial data) and information of settlement level. In GIS the data of different territories may be displayed combined with each other, they may be searched, queried this enables us to filter data according to many point of views, for instance, we accomplish queries, filterings according to the demands of fan expert so that we get most optimal scene for placing of a hotel. An interactive query language is an essential part of GIS user interface to allow the user to pose ad-hoc queries. From the data quality maps can be produced and thus correlations can be visualized in a spectacular way. Beyond the determination of the place of the hotel you can even develop the efficiency of the marketing activity of any hotel by using buyer demographic data (guest database) of a GIS.

4. The significance of online tourism Internet and tourism look like an ideal combination because during come to a travelling decision and organise a trip the tourists have to collect a lot of information to be able to make their best decision. Internet has got a great advantage which is the global accessibility. Tourism suppliers can efficiently provide information to potential tourists all over the World This kind of examinations is important, because by the spread of Internet the proportion of travels and holidays reserved there is in steady growth. Currently, there are 1.46 billion Internet users in the world, up

109


305.5% from the year 2000 (Internet World Stats, 2009). In Europe (EU-27) Internet access is above 60 % of the whole population that is naturally meant to be an average. Mentioning an example: Hungary’s two maybe most important tourists base, which are Germany and Slovakia (Kaszás-Tóth, 2010; Török, 2002). Internet penetration in case of Germany is above 80% while it has been introduced by 62 % of Slovakia into their homes. In Hungary Internet access in proportion of the total population is 55% (Lööf – Seybert, 2009). In modern society, most people are discovering online shopping, and some are making very good use of electronic commerce. Companies have enthusiastically used the Internet as a key marketing tool and sales vehicle for their products and services. According to a study from 2008 almost 50% of the Germans organise his travel and holiday reservations via Internet since the same data at the Slovak is only 15% (Kim, 2010; Lööf – Seybert, 2009). Hungary is ahead of the Slovak from this point of view since in our country 25 % of the population uses the online touristic services. Even this short statistics emphasizes the importance of Internet service. Even though the number of online users has rapidly increased, many people are reluctant to release their personal information to a website as they do not trust e-commerce security.

5. Using GIS application for serving tourists In the first part of this chapter I try to examine the possibilities of map services touristic internet web pages can give to tourists. I examined certain touristic portals in which extent and on which niveau they supply map information for page visitors. Second part of the chapter I show another example how a GIS application can help the tourists find their trip. From the pages I analyse the Internet pages of Hungarian touristic regions, the information pages of touristically frequented cities respectively the home pages of their well-known hotels through the map solutions. Due to the initial character of my examination I could do the examination and comparison of pages of few numbers so far the result of which will be discussed in the following. I surveyed strong points and possibilities respectively weak points of pages connected with Hajdú-Bihar County. Checking the home page of Northern Plain Region (Hajdú-Bihar, Szolnok, Szabolcs-Szatmár-Bereg) I realized that there is an almost full lack of map appearance. The simplest map will be applied that is of a standard size proportion (it can not be enlarged) and it may not be satisfactory for the page visitors even regarding its size. There can be viewed on the map objects connected with tourism in many categories (hotels, museums, restaurants, etc.) but the belonging database is obviously poor. As an example I mention that it offers not more than four facilities from the accommodations in Debrecen. From a mapping point of view HajdúBihar County’s touristic web page shows a poorer picture since we can find only a flat map about our county. No visualized object is connected with the map. The content of the page has got a bigger database relating to the certain topics due to the narrower sizes (only Hajdú-Bihar) but no visualization belongs to it. In order to be more specific I checked the Internet portal of Debrecen. The quality of the size of the database is appropriate it shows us every sight of the town. The positive facts are shadowed by deficiency of the map. The page runs only on street finder that is insufficient service for a tourist. I close my analyzation with surveying the smallest units that are well-known hotels of Debrecen. Internet web-pages of Hotel Divinus and Lycium show a really high-quality work. From mapping point of view Divinus contains an innovation. It is Google Maps free map service. In Google Maps we can find freely movable and enlargeable maps, the visualized details this way change continuously, depending from the enlargement. The map can be moved with the mouse and the cursor as well. In most countries (like, for instance, in Hungary) there is an opportunity for planning of routes, for search of remarkable places, such as hotels, restaurants, theatres. If we would like to find a theatre in Debrecen we write in the field „SEARCH” theatre in Debrecen and the possibilities appear on the map. If we write in where we are

110


actually staying the program can suggest a route that will be seen on the map. Lycium Hotel applies this source too, but they put this application on the home page only on the grounds of their approach. As a summary I can state that not counting one case, the individual suppliers gave spatial information in a very primitive way or they did not do it at all. Examining it from the point of view of a tourist map is one of the most important means of any activity. It takes much time and energy if one has to organize a holiday without satisfactory services. That is why an extended webpage containing all information (map planning, accommodation, programs, and sights) might be very attractive for visitors (Morosan, 2008). On the basis of an American application I show another example how tourists can serve by a GIS application. I introduce a GIS-based Spatial Decision Support System application which assists the tourists to discover the treasures of a national park. This is a useful tool to facilitate tourists’ activity planning. The application has got a user-friendly interface, which guides the users through the application in an intuitive and informative manner. GIS knowledge needn’t required to use this application. When users start the application, they will find some dialog windows which help them to choose the most appropriate tour. A set of terms is presented in this dialog window for users to choose. For example the first term offers to the users a choice of the mode of travel among the three options of foot, horse, or car. For instance, if car is selected, only roads open for automobile traffic will be considered. Another possibility that the users can choose is the difficulty level of the trip such as easy, medium, hard, or strenuous and the tourists can also specify how many kilometres they would like to travel round trip. The decision support analysis in the application will be performed only on those trails that meet these criteria. After that the user can select the season when they are visiting the national park. This is very important part of the decision because some roads and trails are not accessible in the winter months. There are several different factors for the user to rank. There are three possible importances ranking for all factors, such as ‘Low’, ‘Medium’ and ‘High’. The factors are broken down into categories. For example, two of the categories are the points of interest and the park facilities category. Points of interest contains factors like waterfalls, lookouts, historical structures, and natural sites while park facilities includes factors that may be in the centre of interest if the user plans to have an extended stay or picnic at a campground, or visit a ranger station while they are in the park. After tourists decide what they want to do, the analysis module evaluates the choices. The importance rankings of various factors are translated into numerical weights assigned to the factors. A factor with a high importance ranking receives a greater weight than other factors. Each candidate trail is evaluated by the combination of all factors weighted by their respective importance rankings as specified by the user. A composite score is then generated for each candidate trail. For instance, if the user ranks waterfalls and caves high, flowers, campsites, and lookouts medium, and takes the default (‘Low’) for the remaining factors, greater emphasis would be given to trails that have waterfalls and caves along their path Trails that meet these criteria and also contain flowers, campsites, or lookouts would receive a higher score than other trails. If no trails have both waterfalls and caves, the trails with the highest combination of high and medium factors will be reported based upon their composite scores. When the analysis is completed, the system displays a map and a report of the recommended trails. The report includes a list of recommended trails and summary information for each trail. The user can interactively explore each recommended trail on the map display using the tools before making a final choice. Users also have options to modify their terms and preferences and use the system to re-evaluate the trails based on the modified criteria (Dye – Shaw, 2007). It is an easy to use and this is a flexible system, which assists the tourist in choosing the most appropriate trails. The application is easily expansible with additional factors to the user interface. Using this GIS-SDSS application increases the number of visitors and their satisfactory. On the basis of this example we can create a similar application, for instance, to the rural tourism areas in Hungary.

111


6. Conclusion The technological revolution experienced through the development of the Internet has changed dramatically the market conditions for tourism organisations. Information Communication Technologies evolve rapidly providing new tools for tourism marketing and management. It is no secret any more that there is knowledge on the depth of available data the usage of which greatly improves competitiveness of any organization and taking it not into account means a severe disadvantage. Information systems doing data analysis are the most dynamic developing sector of informatics (Buhalis, 2008). It can be seen that by means of a GIS the lot of counting can be done in a much quicker and simpler way than manually. Also the advantage must be taken into consideration that we can store spatial and descriptive data in the same common system (Ham, 2005). GIS databases can be extended easily making it possible manipulating various data in one and the same system. Lifting the world of geography into our analyzes means a new level of quality. It reveals correlations, characteristics and trends that would remain hidden in a traditional system (descriptive database, simple maps). Application of a GIS helps maximalize returns in proportion of investment so that a business can work in an efficient way. Although it is hard to state from the company’s point of view to what extent will business advantage be manifested, on the basis of experts’ experiences payback is 3-5 years then it produces a continuous profit for the company. It is vital when we implement a system that it plays an important role not only at preparation of a decision and at getting the business processes on a new level but it also provides for a quality service on Internet for tourists. By means of an implemented GIS, narrowing the scope of information we can supply a quality mapping service for Internet visitors. We can naturally visualize any information or service excluded competitors (sights, museums, etc.). Approaching the situation from a guest side it is essential that everything that might be necessary during planning of the trip (route planning, sights, facultative and organized excursions) should be at his/her disposal also in mapping visualization.

References Buhalis D. (2000): Distribution channels in the changing travel industry. The International Journal of Tourism Research 2 (5), 340–357. p. Dye A. S. – Shaw S.-L. (2007): A GIS based spatial decision support system, for tourists of Great Smoky Mountains National Park, Journal of Retailing and Consumer services Number 14., 269-278 pp. Ham S. – Kim W. G. – Jeong S. (2005): Effect of information technology on performance in upscale hotels, In: Hospitality Management 24 281–294. p. Internet World Stats (2009): Internet usage statistics: World internet users and population stats. Available at: http://www.internetworldstats.com/stats.htm. Kaszás K. – Tóth B. (2010): Nemzetközi turisztikai kereslet, 2010. I. negyedév, Statsztikai tükör IV évfolyam 67. szám Kim M.-J. – Chung N. – Lee C. –K. (2010): The effect of perceived trust on electronic commerce: Shopping online for tourism products and services in South Korea, In: Tourism Management (in press) Lööf A. – Seybert H. (2009): Internet usage in 2009 - Households and Individuals, Eurostat Data in focus, 46/2009 Morosan C. – Jeong M. (2008): Users’ perceptions of two types of hotel reservation Web sites, In: International Journal of Hospitality Management 27 284–292. p. TDM Működési Kézikönyv (2008): A turisztikai desztináció menedzsment rendszerről, Heller Farkas Főiskola Török P. (2002): E-turizmus: Az internet és az e-business szerepének növekedése a turizmusban, Turizmus Bulletin 2002/1 VI. évfolyam 1. szám

112


E-Learning possibilities in agriculture and agricultural education László Várallyai1, Miklós Herdon2

Abstract. Compared to other business and management fields, eLearning in agriculture related fields is still in the early phases of adoption. There are plenty of challenges, involving the faculty and trainers, students and farmers, technology, finances, and other complications, but agricultural instructors absolutely must find ways to overcome these hindrances and aspire toward the plethora of opportunities that eLearning presents for the field of agriculture. The eLearning is dramatically improving how agricultural education is done. It is allowing greater access to more students and farmers, more efficiently, with better information. Most eLearning programs in agriculture currently being undertaken in the world are in the pioneering phase. At the same time, universities, businesses, and some well-founded international development organizations are producing and utilizing high quality eLearning programs backed by trained personnel and resources. On the Internet are more eLearning centres, which offer a wide variety of agriculture courses to help basic or advance career in demand field. Modern agricultural practices have evolved significantly in recent decades and the eLearning centres offer a broad spectrum of courses. Finally we show the eLearning network possibilities in the agricultural sector in Hungary, which was an important outcome of our Socrates project (NODES). Keywords: e-Learning, agriculture, collaborative work, education.

1. Introduction Compared to other business and management fields, eLearning in agriculture related fields is still in the early phases of adoption. Early pioneers, primarily American and Australian agribusinesses and colleges of agriculture, are now utilizing eLearning methods as a major part of both their education and strategic management programs. There are plenty of challenges, involving the faculty and trainers, students and farmers, technology, finances, and other complications, but agricultural instructors absolutely must find ways to overcome these hindrances and aspire toward the plethora of opportunities that eLearning presents for the field of agriculture. The eLearning is dramatically improving how agricultural education is done. It is allowing greater access to more students and farmers, more efficiently, with better information. Most eLearning programs in agriculture currently being undertaken in the world are in the pioneering phase. These efforts are attempting to use low-risk, low-cost eLearning technologies. Services tend to be free and are studies, pilot projects, and other initiatives supported by grants. Many of these projects are not sustainable; after a limited number of training sessions they end when the funding ends, perhaps with a research report published on the Internet and an expectation that individuals can find it, fully accept it, and integrate the findings into training curricula. At the same time, universities, businesses, and some wellfounded international development organizations are producing and utilizing high quality eLearning programs backed by trained personnel and resources. Adoption curves show that diffusion of innovations is slow during the initial efforts and later widely accepted into the main stream. The early pioneers and adopters struggle to establish eLearning but eventually begin to pick up momentum. After having proven their effectiveness in helping groups to achieve a competitive advantage, pragmatists and conservatives join the eLearning technology and the eLearning adoption curve rises significantly as eLearning methods become widely utilized.

1

László Várallyai University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 2 Miklós Herdon University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

113


Figure 1. Adoption curve for eLearning in agricultural sectors

The major challenges identified by researchers inhibiting the expansion of eLearning in agriculture are very similar to the barriers that keep other fields from developing strong eLearning programs:  Gaps between Trainers and Designers  Challenges Faced by Trainers/Instructors  Challenges Faced by Students/Farmers The Hungarian Accreditation Committee set up rules to help students. 1.1. Gaps between Trainers and Designers Major problems lie in educators’ inability to bridge the technical divide. Not only must they identify the knowledge and skills needed by the students and farmers, but they must figure out how to present the material in an appropriate, user-friendly design so that eLearners can translate that information into applicable solutions on the farm. 1.2. Challenges Faced by Trainers/Instructors Instructors in agriculture are faced with similar challenges as those experienced by persons working in other fields. These issues include:  lack of time and skills needed in adopting new technologies  lack of both formalized reward system and technical support  a concern about the loss of the teacher-student relationship  marketing for programs  financial rewards  maximizing returns on their investment in time and money  major increases in administrative work 1.3. Challenges Faced by Students/Farmers Because it is an effective, very flexible delivery method and it brings the added benefit of being able to have experts and specialists from different regions and states in the same class without transportation and lodging costs, many types of students are receptive to using the Internet and eLearning. This is particularly pertinent to agricultural training because of the tendency for farmers and experts to be separated by long

114


distances. Yet it is the nature of the material that presents the greatest difficulty from the point of view of the students, who in this case, may be extension agents, farmers, trainers, or agricultural teachers; an important challenge for eLearning and distance education in agriculture is the need for a hands-on component

2. Overview e-Learning systems in agriculture On the Internet are more eLearning centres, which offer a wide variety of agriculture courses to help basic or advance career in demand field. Modern agricultural practices have evolved significantly in recent decades and the eLearning centres offer a broad spectrum of courses including such diverse course titles as:  Farming Management  Farm Machinery Care  Garden Design  Horticulture  Landscaping and many more In addition to horticultural, some agriculture courses also include animal science courses including:  Animal Health  Aquarium and Fish keeping  Energy Healing for Animals  and many others Students enrolled in the agriculture courses are given online access to high quality course materials and afforded the opportunity to progress at their own pace from the comfort of their own homes. The distance learning model has proven to be highly effective and provides significant cost savings compared with traditional classroom based courses. This providing are two important disadvantages:  The courses can not access in Hungarian language  The prices are between 400-500 USD in most courses, which is so high for the Hungarian farmers Another possibility is the eLearning for Agriculture and Fisheries is a major component of the Philippine's Department of Agriculture's e-Extension Program, with the Agricultural Training Institute as the lead implementing agency, in collaboration with other government agencies, state universities and colleges and nongovernment organizations. Here can be seen the opening page of the eLearning portal (Figure 2.).

Figure 2. eLearning for Agriculture and Fisheries portal in Philippines

115


3. E-learning network possibilities in agriculture 32 percent of farmers has computer and 28% of farmers use the Internet in Hungary. This rate is very low compare to other sectors. That is why the Hungarian National Rural Development Plan for 2007-2013 period contains actions for developing the computer usage skills and developing Internet accessibility in rural areas and developing extension services and activity. That is why we would like to create an open system for eLearning and provide training for using this technology and provide a service for content development and distribution for farmers. 3.1. The training for our target group (village agri-economist experts) In the framework of the National Rural Development Plan 2004-2006 carried out 400 consultants for public-benefit advisory tasks. From among the civil servants of the Ministry’s Agricultural Offices in the counties the village agri-economist experts (650) – related to their public administration tasks, also supply farmers with general information and advice. The aim is to increase the number of farmers making use of the special advisory services by 35.000 in the years between 2007 and 2013. We organized training for village agri-economist experts. The numbers of participants were 21 village agri-economist experts from Hajdú-Bihar county (neighbourhood of Debrecen). It is important, because they can be potentially tutors of the farmers. Their tasks are the training of the farmers by distance learning using the modern information and communication technology (e -Learning). Finally, the participants filled out a questionnaire. About the assessment of the questionnaire generally we can say, the village agri-economist experts need knowledge from the following topics. operating systems, word processing, spread-sheet, Internet and Communication. According to their opinion this knowledge is needed for farmers too in general. Nowadays, it seems the most important is the Internet and Communication module, because the village agrieconomist experts help farmers to use the IACS (Integrated Administration and Controlling System) for filling application form of subsidy. 3.2. The training for employees of Rural/Local Administration Offices Between February and April in 2008 we organized a basic Information Technology Training (for employees of Rural/Local Administration Offices), which based on 4 modules:  Using a computer and managing files  Word processing  Information and Communication  Spreadsheet handling. The 4 modules were near 100 contact hours. The participant’s numbers were 80 persons. The face to face trainings were ones a week. The participants came from different rural towns and villages from Hajdu-Bihar County in Hungary (From the North-Alföld region). The aim of the practice oriented training programme was that the participant would be able to use the basic knowledge of ICT and they could take EDCL passes if they want to take it. This programme was organised by the Regional Governmental Administration Office and supported by the National Development Fund. This training programme was carrying out by the Department of Business and Agricultural Informatics at Faculty of Agricultural Economics and Rural Development. The Department and Trainers who are the members of the Departments’ staff were using the Moodle server and eLearning systems which established within the NODES project. Learning materials were published on the eLearning system. The participants made their registrations and they were using these materials in the classroom (computer lab) and from their workplace or home.

116


3.3. Single Area Payment Scheme cooperation with village agri-economist experts in Hajdú-Bihar County) To simplify procedures in connection with applications for area payments the Agricultural and Rural Development Agency (ARDA) and the Central Agriculture Office (CAO) started to introduce electronic filling and submission of subsidy application forms in 2008. Based on the experiences of the users we can say that the developers of the system have created a well-considered program which is easy to learn and accessible to anyone over the Internet. The limitation of the system is the capacity of the server providing the service (of course only if we assume that users fulfil the minimum requirements of the software). In this programme our department helped with cooperated student recruiting and education platform providing (Moodle).

4. Conclusion The eLearning technologies become important tools not only in the higher education institutions, but for the agricultural enterprises and individual persons, but several professional and administrative systems. All educational institutions over the world use computer network-based learning for expanding learning opportunities and facilitating learning activities to students separated by time and distance. In rural regions the eLearning is able to provide new ways of organizing teaching, learning and the management of educational opportunities by different ways. The future of eLearning depends on the development of professional education programs that prepare teachers for collaborative teaching and learning environments.

References Aszalós L(2008): Comparison of the Hungarian and Euro-Inf accreditation systems in Proc of the ACM-IFIP IEEIII 2008 Informatics Education Europe III Conference, Venice, 2008, pp. 30-36 Cebeci Z, Erdogan Y, Kara M (2008): "TrAgLor: A LOM-Based Digital Learning Objects Repository for Agriculture" in Proc. of the 4th Int. Scientific Conference, eLearning and Software Education. (Ion Roceanu, Ed.), (ISBN:978-973-749-362-0), University Publishing House, Bucharest, Romania. pp. 125-129. Hansen S, Schiefer G (2003): E-learning in vocational business environments developing an e-learning concept for SME in the agri-food sector, EFITA 2003 Conference Debrecen, 2003. July 5-9. Herdon M, Eckert B.(2007): E-work and IT for developing rural areas in Hungary In: & (szerk.) Information Systems in Agriculture and Forestry XIII European Conference: Living Labs. Prága, Csehország. pp. 1-8. (ISBN:978-80-213-1643-0) Herdon M, Houseman J (2007): ICT and Innovation in Rural Areas. In: Nábrádi András, Lazányi János, Herdon Miklós (szerk.) AVA3 International Conference on Agricultural Economics, Rural Development and Informatics: Debreceni Egyetem AMTC Agrárgazdasági és Vidékfejlesztési Kar, pp. 102-112.(ISBN:978-963-87118-7-8) John Leary, Zane L. Berge (2006): Trends and challenges of eLearning in national and international agricultural development, International Journal of Education and Development using Information and Communication Technology (IJEDICT), 2006, Vol. 2, Issue 2, pp. 5159. Lengyel P, Szilágyi R, Várallyai L (2007): Experiences and possibilities in e-learning materials development, AVA3 Conference, 2007, Debrecen Rosenberg M J (2001): E-Learning. Strategies for delivering knowledge in the digital age. New York, San Francisco, Washington D.C. et al. Várallyai L, Herdon M (2007): NODES e-learning network development, 7th International Conference on Applied Informatics January 28-31, 2007. Eger, Proceedings, Ed. Emőd Kovács, Péter Olajos, Tibor Tómács. Volume I. pp 269-276

117


A mobile agricultural information system: enabling advanced information flow and decision making in modern farms Matija Kopic1

Abstract. The purpose of this article is to explain the problem of coordination and organization of field agricultural activities in small and medium-sized agricultural enterprises (agricultural SMEs). This problem occurs at key stages of agricultural production, in times when agricultural technologists are overloaded with work and do not have sufficient resources for effective management of production processes. The article presents a solution to this problem in the form of specific information platform for enabling advanced information flow and decision making at those key moments. The solution is based on advanced mobile information technologies and provides sophisticated management framework for farming production in accordance with specific agricultural business processes and standards. Keywords: mobile, information flow, agricultural production.

1. Introduction New mobile technologies of today enable the design of advanced architectures for the realization of specific information systems in different, completely new domains. One of relatively unexplored domains (in the information sense) is agriculture. Business processes in professional agriculture are very different from the processes in other industries, and are generally long-time, highly interactive and often include a component of dislocation. When talking about business processes in specific domains of agriculture, such as crop farming, these three basic characteristics of agricultural business processes continue to grow in complexity. Standard ERP systems do not provide effective management of each of the three components of business processes in crop production. It is therefore necessary to develop specialized software that will allow adjustment of the standard business information systems to specific farming operations, as well as enable advanced decision making in specific agricultural fields (Kurlavičius, 2009). One of such specific solutions is offered through this study.

2. The Problem Through a thorough observation of Croatian farming sector (especially SMEs), a specific problem in agricultural business management has been noticed. When referring to agricultural field operations, agricultural technologist emerges as a key business role. He is the backbone of organizational field crop production, and has the task of planning crop rotation, evaluating and procuring production materials, planning field work, and is also involved in administrative duties related to the monitoring of certain crops and the quality of final products. The component of fieldwork planning, which includes organization of soil preparation and fertilization, planting, caring and crops feeding, as well as harvesting the final product, is one of the key to the job description of agricultural technologist. In practice, agricultural technologists manage groups of 10-15 of agricultural workers engaged in extreme outreach operations. In such arrangement, technologist coordinates their work and supervises field activities in order to achieve better performance of certain phases of agricultural production. The problem of coordination and management of field operations of agricultural employees is identified as critical to the whole agricultural production chain. In practice, coordinating agricultural production in the

1

University of Zagreb, Faculty of Organization and Informatics Varazdin Pavlinska 2, 42000 Varazdin, Croatia [email protected]

118


intensive production time frames is very difficult to achieve through traditional means and often the job of technologist requires superhuman efforts. Problems occur in:  communication between the technologist and field workers and vice versa,  distribution of work resources,  management of the exceptions and unforeseen situations. It should be noted that described problem can be partially resolved by implementing precision agriculture paradigm (Cox, 2002), but unfortunately, this is still not case in Croatia. In response to this problem, the software is designed to support the agricultural field operations, and is primarily intended for agricultural technologists and their employees.

3. The Solution The implemented solution, called AgroMobile, is a unique software solution for unified management of agricultural field work of agricultural technologists. Immediately upon the infancy of the project, a basic architecture of future system has been developed, shown in Figure 1.

Figure 1. AgroMobile – Architecture of the system

It should be noted that the mobile architecture is achieved through two separate units of software desktop application and mobile application which communicate to each other (the process of synchronization), through the web service. While the mobile application is intended for field planning and

119


allocation of resources, desktop application is used to manage catalogs and all the relevant tables in the database, storage of work plans etc. After creating the basic architecture of future system, the functional system specification has been created in order to describe all necessary features for the future system. The basic functionalities of the system are the following:  Catalog of material resources,  Adding, manipulating and deleting records of material resources,  Catalog of human resources,  Adding, manipulating and deleting records of human resources,  Catalog of agricultural land,  Adding, manipulating and deleting records of agricultural land,  Catalog of work activities,  Adding, manipulating, and deleting records of work activities,  Assigning resource categories to activities,  Adding a new job in the work plan,  Editing or deleting tasks from the work plan,  Changing or deleting a comprehensive work plan,  Checking resource availability,  Entering the results of soil properties analysis,  Entering the results of final products properties analysis,  Proposing a work plan based on performed soil and finished products analysis. Based on identified basic functionalities of the system, the entity-relationships-attributes (ERA) database model has been built, and can be seen in Figure 2.

Figure 2. ERA model of the system – basic relations

120


After constructing and implementing database, a software system implementation (programming) is done, with separate work on desktop and mobile solution. After the construction of two separate components, they have been connected through a web service technology – the process of synchronization.

Figure 3. Building the mobile solution

4. Technical Details General architecture planning and functional specifications design were derived using the platform CaseComplete2010 and IBM Rational Requirements Composer. The database is built using the Microsoft SQL Server 2008 technology, with support for mobile database in SQL CE solution. The programming solution is developed using the platform Microsoft Visual Studio 2008 Professional, while the main development language was C #.

5. Conclusion The study revealed serious problems in organizing and coordinating production in agricultural SMEs in Croatia. As an effective solution to this problem, a specific platform is provided. Today, the solution is experimentally used in several small domestic agricultural companies. Future development of the described system will go in the direction of linking specific agricultural software to the standard ERP systems, which will ultimately derive an integrated management system for agricultural business operations.

References Cox, S. 2002. Information technology: the global key to precision agriculture and sustainability. Computers and Electronics in Agriculture 36: 93-111. Kurlavičius, A. 2009. Sustainable agricultural development: knowledge-based decision support. Technological and Economic Development of Economy 15: 294-309.

121


How barley growing conditions and its output change in Hungary Alíz Novák 1, Éva Erdélyi 2 Abstract. First we were investigated how the production risk is changing with time. Next, using comparison analyses for climate scenarios, we predict what we can expect in the future. Based on the regional yearly production data of the crop, we can conclude that beside other non-climatic effects, the changing climate has considerable impact on crops yield; its variability is increasing with the variability of meteorological parameters. For detecting the reasons of risk increase in the past, and forecasting the potential main points of future risk we have analysed statistically whether the climate needs of winter barley will be satisfied or not in its important periods of growing. Frequency calculations were made based on the daily meteorological data. It is no doubt that the anomalies of the indicators have been becoming more and more frequent. The more frequent the extreme weather events are, the more we can be convinced of uncertainty. Keywords: climate change, indicator, production risk, winter barley

Összefoglaló. Az éghajlatváltozás folyamata már elkezdődött. A magyar agrárkutatóknak és szakembereknek is jól működő leíró-előrejelző rendszereket kell alkotniuk. Munkánk során harmadik legfontosabb növényünket, az őszi árpát vizsgáltuk. Kutatásunk célja a hozamok elemzése, az időbeni változások megfigyelése volt 1951-től napjainkig. Az árpa termésmennyiségi adatait a trendhatások kiszűrésével összehasonlíthatóvá tettük. Az ún. E,V hatásossági kritérium alapján vizsgáltuk az árpa terméskockázatának alakulását. Megfigyelt meteorológiai változókból olyan indikátorokat képezhetünk, amelyek vélhetően döntően befolyásolják az egyes növények fejlődését. A bizonytalanság növekedésének okait keresve, klímaváltozási szcenáriókra megvizsgáltunk egy csapadékra megfogalmazott éghajlatváltozási indexet, amely az extrém mennyiségekre, a gyakoriságukra és az előfordulásukhoz köthető napok számára vonatkozik. Munkánkban összehasonlító vizsgálatokat végeztünk az őszi árpa klimatikus igényeire vonatkozóan. Végigkövetve a növény fejlődési szakaszait megállapíthatjuk, hogy az őszi árpa klimatikus igényei várhatóan a jövőben is teljesülnek, jóllehet, a termésbiztonság ezzel együtt romlani fog. Kulcsszavak: éghajlatváltozás, klimatikus indikátor, őszi árpa, termés kockázat

1. Introduction It is evident that climate is changing nowadays. In Hungary, results show that we must count with increasing temperature and decreasing precipitation (Bartholy, 2007). The possible future climate – as it is predicted by the scenarios – would be similar to the present climate of South-Southeast Europe (Gaál and Horváth, 2006). Rising temperatures may allow earlier sowing dates, enhance crop growth and increase potential crop yield. On the other hand, rising temperatures increase the water demand of crops. In addition, extreme weather events such as droughts and floods have increased, which implicates many serious problems in agriculture. Thinking of sustainability we face several decision problems, so analysing the impacts of change and finding the possible adaptation response are needed to be investigated. Crop yield is influenced by many biotic and abiotic factors. Observing long time series of production data, change in trend can be seen, because of the changing cropping technologies. There are many results of how the quality and quantity could change depending on different nutrition supply (Szalay, D. et al., 2006, Szalay D. K. et al., 2009), or other agrotechnical elements (Hornok, 2008). It is possible to eliminate the trend and investigate the possible reasons of yield variation, which is mostly depending on meteorological circumstances. Climate and its change determine agricultural production in many ways (Olesen and Bindi, 1

Alíz Novák Corvinus University of Budapest, Faculty of Horticultural Science 2 Éva Erdélyi Corvinus University of Budapest, Faculty of Horticultural Science

122


2002, Jolánkai, 2005). Having regional climate models it is possible to analyse interactions of these factors with meteorological circumstances, as well (Márton, 2008, Pepó, 2009). In order to prepare for the future adaptation strategies are very much needed (Láng et al, 2004), so it is important to analyse the impacts of the probable change. In this work first we have analysed the changing winter barley yield for the 1951-2005 period. For making the production data comparable, we have eliminated the trend effects by using the Phillips method (Hardaker et al, 2004). Based on the first order stochastic dominance and EV efficiency criterion we can conclude that production risk has increased even in 1951-90 and that the situation became worse after that period of time in all of the observed regions. Next we have analysed statistically whether the climate needs of the crop will be satisfied or not in its important growing periods, and how does the frequency of extreme weather events of its development change. We made our conclusions using comparison analyses of different climate scenarios and their reference period 1961-90.

2. Materials and methods 2.1. Climate needs of winter wheat and its phases of development Climate change impact can be very different in different phenological phases of the plant. With appropriate agrotechnical interventions we can control and avoid the negative effects of the meteorological circumstances. The most important periods of plant development were defined according to Z. Varga-Haszonits (1987): we analyzed the sowing-emergence phenological phase, the stem elongation – spikelet initiation period and the anthesis-grain filling phenological phase. The climate scenarios show great variability in the frequency of the extreme temperature values. 2.2. Climate description of the research location Production risk analyses have three important locations for winter barley: Győr-Moson-Sopron county, Baranya from the middle of the country and Hajdú-Bihar county. The case studies for climate change impact analyses are presented for Debrecen region, comparing the results for different climate change scenarios. Our case study showed that the sum of the temperature averages increases by time in the past and the scenarios predict even more drastic increase. Comparing the sums of precipitation we could see a slow decrease of the accumulated precipitation amounts; the scenarios predict slightly smaller values in the future. This might be good for winter crops, because its yield grows with less precipitation in some periods of growing. But analyzing the observed and the future weather using climate scenarios we see a great variability in the amount of the precipitation. This means that the increase of the frequencies of extreme weather events such as droughts and floods is more probable. We intended to learn, what climate scenarios predict for the important growing periods of winter barley. 2.3. Weather data Climate scenarios can be defined as relevant and adequate patterns of the climate characteristics in the future (Downing et al, 2000). During our research we used some of the most widely accepted scenarios presented in international reports. The numbers in names of the scenarios denote the time interval they are generated for. We used the climate models of two meteorological institutes downscaled to Debrecen: scenarios GFDL2535 and GFDL5564 have been created by Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (USA), UKHI and UKLO representing the drastic change for the end of the century, and UKTR3140 (transient) worked out by United Kingdom Meteorological Office (UKMO), with the scenario BASE6190 which is the base of scenarios, with the parameters of the past years. 2.4. The KKT Climate Research Database Management Software and the production data In order to collect, organize, manage and search databases for climate change research in a friendly way a special data management system was needed. An indicator-search software KKT has been

123


developed at Corvinus University of Budapest, Department of Mathematics and Informatics (Szenteleki et al, 2007). Frequency calculations were made with the help of this program using the daily precipitation and temperature data forecasted by climate scenarios. Using the KKT Software we can calculate the number of the years when the needs of the plant are satisfied (or when not) and it can give us information about climate change indices, as well. These results can give us information for predicting extreme conditions. Beside the meteorological databases, it contains the crop production data we used for risk analyses. The production data are from the Agricultural and Environmental Statistics Department of the Hungarian Central Statistical Office (KSH) for all counties, for the time interval 1951-2005. 2.5. A new stochastic efficiency method for detection of the production risk For analysing the production risk, the data of the Hungarian regional yearly crop results were applied. The yield data were fitted by regression. Then they were corrected with the help of Phillips-method in order to make them comparable. The climate scenarios are given for different time intervals as independent patterns and not as time series, so for comparison we have used distribution functions and the first order stochastic dominance criterion based on the subjective distribution functions and also the E,V – efficiency criterion were considered (Ladányi, 2007, Ladányi and Erdélyi, 2008).

3. Results and discussion The first step of our research was to examine the production data of winter barley by analysing how the production risk has changed with time. The next step was to study the climatic needs of the plant through the most important periods of its development. In this work results are shown for Hajdú-Bihar county. 3.1. Risk analysis The observed time interval was 1951-2005, which was split into five twenty-year intervals for the later analysis (1951-70, 1961-80, 1971-90, 1981-2000 and 1986-2005). Observing the graphs of yield we can recognize that beside the yield loss caused by the Hungarian political situation at the end of the eighties, the deviation of the yield started to become greater yet at the beginning of the eighties (Figure 1). 6000

Winter barley production data for Hajdú-Bihar county

Comparable winter barley production data for Hajdú-Bihar county

6000 comparable yield (kg/ha)

yield (kg/ha)

5000 4000 3000 2000 1000 0 1950

1960

1970

1980

1990

2000

5000 4000 3000 2000 1000 0 1950

2010 year

1960

1970

1980

1990

2000

2010 year

Figure 1. Winter barley production data (left) and the comparable yield (right) in Hajdú-Bihar county, 1951-2005

Next the subjective distribution functions are defined for the five times twenty years (Figure 2). Comparing the first three (1951-70, 1961-80, 1971-90) and last two (1981-2000, 1986-2005) time intervals, applying the stochastic efficiency criterion we proved that the risk of barley production has increased. The most evident risk increase was in the last two time intervals for this crop. The same was observed for all three chosen counties. The last two time slices has the widest range, which means the

124


highest uncertainty. The same can be proved with the E,V -efficiency method (while the expectation was decreasing, the deviation was increasing). In every case we got that the situations become worse with time (Figure 2).

1

E-V efficiency, Hajdú-Bihar county 4400

0.9 0.8

7190

4200

0.7 0.6

5170

0.5

6180

0.4 0.3

7190

E (kg/ha)

F

First order stochastic dominance criterion, Hajdú-Bihar county

8605

0 2100

2700

3300

3900

4500

5100

5700

8100 6180

3800

8100

0.2 0.1

4000

5170

3600

kg/ha

8605

0

200000

400000

600000

800000

1000000

V (kg/ha)

Figure 2. The first order stochastic dominance criterion (left) and the E-V efficiency (right) for analysing the winter barley production risk increase in time, 1951-2005

3.2. Climate needs of winter wheat through its phenological phases Quite high risk increase of production was detected, which gives us many questions. So next we wanted to see what we might expect in crop production by analyzing the precipitation and temperature needs of the plant. By comparing the results of the same six climate scenarios and their reference period, we examined, whether the needs would be satisfied or not. We wanted to see what climate scenarios predict for the most important growing periods of winter barley. It is no doubt that the anomalies of the indicators have been becoming more and more frequent, though the future is very unpredictable. The precipitation requirement in sowing-emergence phenological phase will be fulfilled according to the results of almost all of the climate scenarios. The temperature requirement in the sowing-emergence period, the experienced 11-15 °C will be fulfilled according to the results of almost all of the climate scenarios except two, which predict warmer circumstances. The distribution functions for average temperature of climate scenarios in this period of growing are given in Figure 3. Distribution function for average temperatures, sowing-emergency phase

1

Distribution functions for cumulative precipitation, anthesis-grain filling phase 1

0.8

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

0

0

8

10

12

14

16

18

20

22

24

BASE UKHI UKLO UKTR GF2534 GF5564

0

tem perature (°C)

40

80

120

160

cumulative precipitation

Figure 3. The first order stochastic dominance criterion for average temperature in sowing-emergence phase (left) and sum of precipitation in anthesis-grain filling period (right)

125


Winter crops are very sensitive to meteorological circumstances in the stem elongation - spikelet initiation period. The average temperature in this phenological phase used to be 13-15 °C in the past. The climate scenarios show great variability in the frequency of the extreme values, but future does not show significant change in the average. The third period for which we made calculations is the anthesis-grain filling phenological phase, when the plant develops its generative organs. The precipitation need of the crop is 55-120 mm. In this period we can be quite satisfied with the forecasted values we got. The temperature need is 18-20 °C; ith temperatures lower than 16 °C this period lasts longer than 45 days, with temperatures higher than 20 °C it can be shorter than 40 days. The scenarios do not show extreme temperatures too many times, so this period is in favour of the plant.

4. Conclusion The increase of the production risk proves the fact that the climate has already been changing. The application of regional climate models may be the basis of action plans of the response, prevention and adaptation strategies, in damage prevention of given regions. The more frequent the extreme weather events are, the more we can be convinced of uncertainty. Learning the possible changes and their effects based on comparative statistical analyses could be followed by crop modelling. It is also necessary to analyze more factors, their effects and their combined influence at the same time. Applying crop models (Fodor et al, 2002) we can do many virtual experiments on very low cost and in very short time. They are able to operate with meteorological parameters of climate scenarios, too. Designing simulations, virtual experiments are very useful in practical applications, because the model can be used to prepare agrotechnological advisory systems for farmers (Ghaffari, 2002, Harnos, 2003). Risk caused by climate change should also be managed with coordinated adaptive strategies. Researches on impacts and adaptation possibilities have to support the decision makers in policy as well as in agriculture with information and plans (Láng, 2005).

Acknowledgements This work was supported by the "Research in excellence of Corvinus University of Budapest" stipendium, the TÁMOP 4.2.1.B-09/1/KMR-2010-0005 project and the „Research Assistant of Corvinus University of Budapest” fellowship.

References Bartholy, J., Pongrácz, R., Gelybó, G. (2007): Regional climate change expected in Hungary for 2071-2100. Applied Ecology and Environmental Research, 5, 1–17. Downing, T.E., Harrison, P.A., Butterfield, R.E., Londsdale, K.G. 2000. Climate Change, Climatic Variability and Agriculture in Europe. European Commision, Brussels, pp. 76. Fodor, N., Máthéné-Gáspár, G., Pokovai, K., Kovács, G. J. 2002. 4M - software package for modelling cropping systems. European J. of Agr. Vol 18/3-4 pp. 389-393. Gaál, M., Horváth, L. 2006. Geographical analogies in climate change research, HAICTA, Greece, pp. 840-846 Ghaffari, A., Cook, H.F., Lee, H.C. 2002. Climate change and winter wheat management: A modeling scenario for South-Eastern England. Climate Change 55 :509–533. Hardaker, J. B., Huirne, R. B. M., Anderson, J. R., Lien, G. (2004) Coping with Risk in Agriculture. 2nd edn. CABI Publishing, Wallingford-Cambridge Harnos, N. (2003): Simulation studies on the effect of climate change on winter wheat production (In Hungarian) “AGRO-21” Füzetek, 31, 56–73. Hornok, M.: 2008. Effects of the most important agrotechnical elements on the yield of winter wheat. Cereal Research Communications. Volume 36, Number 3, pp. 1243–1246.

126

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Jolánkai, M. 2005. Effect of climate change on plant cultivation. (In Hungarian) In: “AGRO-21” Füzetek 41 :47–58. Ladányi M. 2007. Risk methods and their applications in agriculture, Applied Ecology and Environmental Research 6(1), 147-164. Ladányi, M. and Erdélyi, É. (2008) A review of risk methods in climate change impact researches in Hungary. In: Environmental, Health and Humanity Issues in the Down Danubian Region, Multidisciplinary Approaches, Eds: D. Mihailovic, M. Vojinovic Miloradov, World Scientific, 2008. 245-254. Láng, I. 2005. Weather and climate change: change-effect-response. (In Hungarian) In: “AGRO-21” Füzetek 43 :3– 10. Láng, I., Harnos, Zs., Jolánkai, M. 2004. Strategies of adaptation to climatic changes: international experiences and possibilities in Hungary. (In Hungarian) In: “AGRO-21” Füzetek 35 :70–77. Márton, L. 2008. Long-term study of precipitation and fertilization interactions on winter wheat (Triticum aestivum L.) yield in the Nyírlugos Field Trial in Hungary between 1973 and 1990, Cereal Research Communications Volume 36, Number 3, pp. 511-522. Olesen J. E, Bindi M. 2002. Consequences of climate change for European agricultural productivity, land use and policy. European Journal of Agronomy. 16. 4: 239–262. Pepó, P. 2009. Interactive effect of different crop years and agrotechnical factors on the yield of winter wheat (in Hungarian) Növénytermelés Volume 58, Number 2, pp.107-122. Szalay D, Szalay D. K, Hárs T, Klupács H. 2006. Copper – An important element influencing wheat quality. Cereal Research Communication 34. (1): pp. 77-80. Szalay D. K, Farkas I, Szalay D. 2009. Evaluation of nutrient supply as abiotic stressor on winter wheat Triticum aestivum L. performance. Cereal Research Communication 37. (2), pp. 21- 24. Szenteleki K, Révész A, Hufnagel L, Erdélyi É, Ladányi M, Solymosi N, Horváth L. 2007. Introducing the KKT Climate Research Database Management Software. EFITA Conference, Glasgow, CD-ROM Varga-Haszonits Z. 1987. Agrometeorológiai információk és hasznosításuk, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest

127


Agile software development Boglárka Kupai 1 Abstract. The process of software development has gone through major changes in the course of the last years. Developer teams have to accommodate to the changing, and sometimes even contradiction requirements of the end-users. Meanwhile, all tasks have to be fulfilled at the highest possible speed. In my paper, I am going to present the possible flow of change to become agile developers. I have to highlight that the suggested methods are feedback-driven and are not based on detailed planning. The main point is that we have to adapt to changes in requirements, react at high speed and deliver high customer satisfaction. I am going to represent a case study of an enterprise that has already realized the need for applying agile software development methods, including Scrum and Kanban. I am going to counsel solutions of becoming more agile in a small or medium-sized business environment. I can not leave the fact out of consideration that a lot of unfinished bugs and requirements have piled up because of outdated methods and a solution has to be found mainly for this in the first place. Furthermore, we have to prevent this accumulation of jobs in the future. I have found a solution that helps to visualize the current tasks, even indicating priorities. It is momentous that all tasks have to be finished according to their severity, and principally as soon as possible. It implies that we have to limit the work in progress by not leaving any task unfinished. Keywords: Agile, software development, Scrum, Kanban, Lean, streamlined.

1.

Introduction

In my paper, I am going to represent the new software development methods’ possible adaptation process. I assume that the developers and the product owner collaborate to form a program that meets the owner’s requirements the most. Streamlined software development teams have to adapt to the changing needs of the customers. It is also presumed that the customer plays an important role not only in communicating his needs, but also in reporting each bug in an agreed way. The velocity of production and the adaptation to the newest needs require a project management method that is flexible but also very effective. Specialists have to deal with unexpected requests from product owners. Dealing with the growing number of tasks can be really challenging even for well-qualified developers. The problem is mainly in the internal processes of the team, which can be transformed step by step. It is really hard to convince management that the change is needed. As I think, one of the most effective ways of persuasion is to set the right metrics and measure them before and after the transformation. In my opinion, experimenting can lead us to the most-suitable method in each environment. I am representing a special way of software development that can be observed at small and medium sized enterprises. They differ from bigger enterprises that produce software in a box. A smaller organization can only be competitive by meeting the customers’ requirements in a more effectual way than their rivals do. This way they can find the niches and their target customers can be different as they will enable the customers to communicate their needs and get software that is individual by any means. Customization also means that change requests will be more frequent, and they have to adjusting to the needs.

1

Boglárka Kupai University of Debrecen Faculty of Applied Economics and Rural Development 4032 Debrecen, Böszörményi Str. 138, Hungary.

128


2.

The importance of the right software development method

The process of developing software includes several steps; it normally starts with the customer defining his needs, requirements to the development team. This planning process is followed by the actual coding, testing, and documentation. The verification process and maintenance are the last steps of development. Development methods can help teams to be more effective, but it is not easy to decide which rules should be followed. In my paper, I am giving a scope of how agile techniques can be counseled to be implemented. My aim is to represent the possibilities of adaptation of agile methods that can make workflow more transparent. The reason why software development techniques, such as waterfall and spiral method used to be adequate is the same that’s why they have become outdated. The strict rules that are specified in these methods enable programmers to carry out their tasks based on schemes that enable programmers to fully finish a software development process on time. Meanwhile, the expectations and requirements are continuously changing nowadays, that cannot be followed according to methods that expect predictable actions. The cooperation of the customer and the developers can only be effective under circumstances when the team can easily and quickly adapt to new requirements. Agile software development methods, such as Scrum or Kanban, are less prescriptive than ‘classic’ models. Adaptive methods enable the developers to be more creative with fewer constraints, while prescriptive ones include more rules to follow. According to Mary Poppendieck (Poppendieck, 2006), agile software development presumes that the methods are not forecast-driven. Instead, the feedback-driven pull approach of agile empowers the developers to increase velocity of working. 2.1. Increase velocity The developers have to deal with an increasing number of unexpected tasks. If the value stream is not completely transparent for all specialists, it will result in continuously deteriorating outcome. The main tasks that have to be visualized can be grouped into specification requirements and defects. Once a block is opened, the time of closure plays an important role in influencing the customers’ judgments. The main metrics of speed that have to be set are the estimated and actual time of closure. Firstly, developers have to estimate the time they are going to spend from opening to settling of a block. Afterwards, the actual time of solution has to be measured. An organization’s developers are usually able to determine the estimated time by experience. If the estimated time differs from the actual time to finish, it indicates that the developers have to be trained. On my opinion, once the whole team is able to appraise the time it takes them to finish each type of task, it will be easier to foresee how many items can be put in one iteration or even the future date of finishing the whole software. It is very important from the viewpoint of the end-user as the release time can be crucial in influencing the overall judgment of, and attitude to the developers and ultimately the satisfaction of customers. Further metrics to be measured are the lead time and cycle time (Kniberg, 2009). They both refer to the time a request or bug is finished. From the creation to the closure of an incident or request lead time is measured. Once a developer starts working on a request, until the ending time, endures the cycle time. In my sight, the longer time it takes to the actual starting date this delay time has to be shortened. Furthermore, business value is only created at the end date, so we have to finish each project as soon as possible. It includes the cooperation of the team, so they do not leave any tasks unassigned. It can be reached by efficient communication and other means.

129


3.

The evolution of software development processes

Waterfall model was first addressed in 1970 by Winston Royce. (Pilgrim, 2010) It is a sequential process of software development. It has become widespread as it aims at the lowest possible chance of failure. Its stages are followed by each other, and a new phase can only be started when the previous is finished. Once the requirements are specified, a concept is drawn which is analyzed. On the basis of the plans, developers code the software, and after they pay attention to testing and debugging. Afterwards, the program is installed and maintenance also takes place. In my sight, I highly doubt that it can be effective in an environment with changing requirements. This model simply does not enable us to change the order of phases, which is really rigid. Although, it can be highly effective for software that is already stable. Furthermore, this model does not assume a realistic environment as it divides specific characters. (Melonfire) The Spiral model, or according to other sources, the Boehm model, was created because of experimenting the advantages and disadvantages of the waterfall model. (Parekh, 2005) It is also named after Barry Boehm, who made the conception of this model in 1986. This model includes four phases from planning, evaluation, risk analysis to engineering. Development based on this model is more effective by the reason of iterations. Iterations mean that the whole process of development has to be divided into smaller parts in time. (Wells) Iterations are also used in extreme programming and in scrum. Extreme programming was developed by Kent Beck (Paluri, 2004) in 1996. It enables programmers to develop quickly when requirements are changing rapidly. It includes several rules to be followed. I would like to enumerate some really contradiction and some very useful ones. Pair programming means that two programmers work at the same computer at the same time. Although it was supposed to be beneficial to mistake-proof and learn from each other, in my consideration it can be a waste of time in real life. As it requires to constantly paying attention to coding while learning passively, in my opinion it is not that effective as afterwards mistake-proofing can be. Customer testing the software is an extraordinary idea as well. In my sight, customers will not value the parts of the program as well as expected and will concentrate on defects later too. Meanwhile, I have to add that it enables the end-user to find bugs at an early stage of the development process that can be helpful to fix them early enough. Another rule is refactoring, which I find really useful as it means improving the design of a software without changing external functionality. (Poppendieck, 2002) In my sight, refactoring is mostly more effective and more rapid than rewriting the whole software. Sometimes refactoring will not bring the expected results, though. I would also like to highlight simplicity, which here means that the processes have to be transparent and it is also based on loose-coupling and not repeating yourself. (Juhász, 2006) Also, at the end of each iteration, tests take place, that are undoubtedly essential. Scrum and Kanban are two of the most widely-spread software development methods. They are based on limiting the work in process. Scrum has more rules to follow, so it is more prescriptive than Kanban. Kanban is more adaptive, so it enables developers to be more creative setting their own written and unwritten rules. They are both agile and not plan-driven. Scrum and Kanban help organizations to create value for the customers more often by giving out releases continuously, even monthly. In Scrum, the work is divided into smaller deliverables and the time is divided into sprints. Scrum is a method where the development process is divided into Sprints that are also called iterations. Each sprint consists of requests and bugs to be solved and finished that means that developers have to go through every step of a development process to finish each task. A sprint usually lasts from 2 to 4 weeks, and value is created at the end of each one. The burndown chart in Scrum shows how much time is left until the end of an iteration and how much of the work is done. The visualized workflow makes the processes more transparent in Kanban. (Kniberg, 2009) Despite the lesser rules to be followed, it also prescribes that the lead time has to be measured. This way a WIP limit can be set and developers have to endeavor to respect the rules. This method equals to the assignments of Just In Time, so an item has to be available for endusers as soon as possible, and only when the customer

130


4.

Limiting WIP

First of all, software development teams have to realize the importance of making processes leaner and more agile. Several methods exist that can be helpful to limit the Work In Progress, usually referred to as WIP. (Kniberg, 2009) The streamlined methods give scope to specialists who realize their bottlenecks. The main point is to never start working on a new item until the actual ones are not finished. Urgent requirements can be fulfilled considering the limit of WIP. The Work In Progress can be limited directly or indirectly- according to Scrum and Kanban methods. In my opinion, determining the WIP to work more effective is essential, as it finally results in high customer satisfaction. The poorly settled number of WIP can have drastic results as it stimulates the developers to neglect and leave the tasks unfinished. In my sight, experiment can be really important in this situation. It simply means that a number of WIP has to be settled first, and based on the observation it can be augmented or lessened. 4.1. Limited WIP in Scrum and Kanban Unforeseen requirements of the product owner can be indicated to the development team any time during the process. Accommodating to the unexpected situation simply means that planning can not be really effective. Scrum and kanban are not only methods that can help when unforeseen tasks have to be done quickly, besides, in my opinion they are truly based on the continuously incoming requests. There are significant differences between the widespread Scrum and Kanban methods; mainly the means WIP is limited. When an unexpected work arises, it means adding a new item to the existing tasks, while the goal is to completely finish all tasks to maintain customer satisfaction. The reaction tends to be less effective when the aggregate of jobs, including their severity and current state, are non-transparent. Visualization of the workflow is the key element which can lead to success. Setting up a Kanban board will enable us to see which tasks have to be done, which ones are in progress, tested, and done. Its simplicity also makes it possible for products owners to add new items to the board, or even decide which one is more urgent. Once we are able to see the status of each item, we can take advantage of this layout and limit Work In Progress. In Scrum, we have to take a limited number of items into a Sprint that usually lasts 2 to 4 weeks. A Sprint consists of all the tasks that are on the board and have to be completed within a certain time interval. When a new request is made, it can not be added to the current sprint instantly, only after removing a WIP from the iteration. According to Scrum method, all tasks have to be finished within a specific Sprint then the board has to be cleared. It results in a usual period of half month to finish a new requested development task. Thus, the WIP is limited indirectly is Scrum, enabling all software developers of an organization to comprehend the current working state and finish all tasks completely and correctly on time. Nevertheless, Kanban method limits Work in Progress directly. (Marschall, 2010) We can define the maximum number of items that can be in each phase on the Kanban board. Mainly the number of tasks in process has to be limited, depending on the needs of an organization. We can add as many tasks to the board as many exist; only WIP in certain phases is limited. Most teams prefer only to limit the number of ongoing tasks that are currently being carried out, but at first they do not see the essence of it. In my opinion, it is useful to assign one task to one developer only, but when it can be seen that the solution can not be found easily, the whole group has to be informed about it immediately. It can be useful to find the solution and finish the difficult task with the help of the whole team, so the item can be assigned to the competent person. Experiment of the ideal limit of WIP has to be set individually, based on each business environment’s features. I have to highlight that this limitation also means that the Kanban board still allows us to place a new task in a phase where the maximum permissible WIP is exceeded. Each team has to make a decision how to deal with the exceeding number of new tasks. The point is never to leave any task unfinished, so development teams can decide how strictly the limit is regarded. In my estimation, it is

131


effective for new agile developers not to be too devoted to this limit as it can result in failure. I perceived that before the transformation to agile methods, the items to be done are piled up so it will take time to finally be able to be effective with Kanban- or even Scrum-. In my sight the more mature an organization becomes the experience will allow it to set the WIP limit and stick to it more effectively.

5.

Lean Thinking

Lean thinking is a method that can help to minimize waste. Wastes are processes that do not add value directly. Lean was invented by Toyota and made them successful. It is based on transparency of processes. The value-adding processes create business value, while non-value adding processes are considered as a waste. (Kannan, 2009) Continuous development can be reached with the help of Lean applied in the process optimization. It mainly prescribes that rational simplification leads to processes which can deliver high quality outcomes. There are five existing Lean principles to be followed, that help to eliminate waste. These rules include specifying value, identifying the value stream, making the value-creating steps flow, pulling strategy and pursuing perfection. Value has to be identified from the viewpoint of the customer. A value stream map is proposed to be drawn at the beginning of the transformation to agile methods, so we can discern valueadding and non-value adding processes. We have to identify the steps to create business value, and draw the flow of these phases. Toyota has identified its pulling strategy in 1984. (Womack-Jones, 2009) According to this pull, no item has to be produced until the customer indicates his need. In addition, perfection has to be pursued, and it has to be the mission of the company. 5.1. Wastes in software development Regarding any process, the velocity can be increased as soon as we can realize the constraints. Only part of non-value adding processes can be necessary so they can not be left out, but there are also reducible ones that have to be identified and decreased. According to Marc Silvester, the Chief Technology Officer of Fujitsu Services, reducing unnecessary work and waste can be most effective by identifying root causes and regular fixes have to take place. (CA, 2009) Seven manufacturing wastes are identified by Toyota. These wastes are as follows: overproduction, inventory, extra processing steps, motion, defects, waiting and transportation. Mary and Tom Poppendieck have found the equals of these wastes in software development (Poppendieck, 2002). Partially done work can be equal to in process inventory. Extra features in software are like over-production. Standish Group’s study has shown that 45% features of software are never used. In my opinion, it is because the requirements of end-users are not communicated correctly to the development team or even inconsistent and this can be followed by changing their minds numerous times during the development process. (The Standish Group, 1995) Extra processing steps are available wastes in software development can be undocumented code, poor planning, task switching, low quality, lack of communication among team members. Transportation in manufacturing is equal to hand-offs during the development process. Handing over a task to another developer is highly risky because bugs are easily created because of imperfect assumptions. Communication is essential, as it can explain the current situation for all individuals included. Task switching in developer teams corresponds to motion. It can have a dismal result in the global time to finish, the so-called lead-time and cycle-time. The sixth waste is delay, which is analogous to waiting in manufacturing. Mapping the value stream is effective to reduce the delay time. We have to be aware of the existing delays in the progression of developing a program. As I have mentioned earlier, unfinished work is a waste, which is in connection with delays. According to my experience, unfinished work may be caused by waiting for testing or any other subsequent task to be done. It can be considered the worse kind of waste as it does not deliver value to the customer, although a developer spent a long period of time fulfilling the requirement or debugging. It also means the drawback that the work in progress exceeds the limit easily this way. Defects are bugs in software. I propose that an effective,

132


transparent and possibly computerized way of detecting and solving bugs have to be found. This recording enables the programmers not to neglect any bug, add severity to each one and fix them as soon as possible. I would like to enhance that in a modern organization, a single point of contact has to take place where the customers can sign the incidents within the system. Thorough testing, mistake-proofing can lessen the number of occurring bugs.

6.

Possibilities of adaptation

I have studied the current state of a software development team that has realized the need for transformation. Based on their present day processes, I have evolved a possible way to adapt agile development in everyday work. They have also tried to renew their environment but they do not benefit as much as would be possible. I was looking for bottlenecks to find out how they can become agile developers. They have already implemented streamlined processes as well. I would like to highlight their aspiration to keep a record of all current software features and bugs. Even end-users can announce bugs here to participate in the process to reach success earlier. This way the list of bugs is transparent so the developers can fix them easier. In my sight, unfinished work is one of the biggest wastes of the company. When a bug is assigned to a developer, sometimes three-quarter of it is done but it cannot be continued because of external reasons or because of the lack of feedback. It has to be changed in the future by visualization of the workflow and settling a rule that directs that no new task can be started until the ones in progress are not finished. The unified list of requirements and bugs can be even more effective if the developers would know how to deal with work in progress to be able to start new, more severe, more urgent tasks. Also, big delays usually occur that are really unnecessary and should be considered a waste. In my opinion, mapping the value stream can help them find bottlenecks, constraints. With the help of identifying where the delay is unnecessarily large, these can be reduced more easily. Another problem with delay is that the employees are usually dissatisfied when they are almost finished with a work that only needs to be verified, but the approval is delayed. In this situation, no business value is added, and also, time is wasted. Unexpected change requests can also cause delays when the team is not able to accommodate to the rapid changes as they already have work in progress. In my sight, the best way to eliminate waste here is to set a limit of work in progress, consider severity and finish as many started works as possible to have time for the new ones. I would like to highlight their testing process. The software functions are not only tested by developers, but the customer is also involved in testing. This can efficiently help to prevent bugs and notice them on time. It is essential that no release can be given to a customer without testing and verification. There are also insufficiencies in the organization of software development work. The scrum method or Kanban method would be able to help to visualize the tasks in progress and who they are assigned to. Also, the lead time and cycle time are not measured uniformly. In my opinion, it will usually result in the imperfect settling of ending time. It also means that the customer will have to wait more than expected, that effects the satisfaction. Experiment which method is more effective is the key to success. 6.1. Transformation to agile methods I would suggest that first a method with more rules has to be followed. In my opinion, it can be helpful for developers to find which prescriptions are suitable for them. The main act is to reduce the limit of work in progress. It can be done in several ways I would suggest that it has to be reduced indirectly at first. This way the high number of piled up bugs and requirements can be lessened by fixing and solving. Scrum’s iterations can be effective for experiencing what rules lead to success in a given environment. But these sprints can also hold back the process of development, because 2 to 4 weeks of requirement solution plan has to be drawn. Meanwhile, in my opinion, the psychological argument cannot be forgotten either,

133


that once an iteration is finished there are no more tasks in the current sprint. It gives the developers the joy of finishing all current tasks. After one iteration the next one has to take place on time, with the shortest possible delay time. Meanwhile, the developers have to measure the cycle time of each task to be finished, so they are going to be able to estimate it in the future. In my opinion, it is ideal to create a more adaptive Kanban board based on the observations from Scrum. This way the limit of WIP will be easier to be determined. Work in Progress limit has to be as low as possible. In the examined organization, a task is usually assigned to only one developer, and task switching is not advocated. In this situation, I would say that ideally, the limit of WIP is equal to the number of workforce. Although it can vary, based on experimentation. 6.2. Measure the effectiveness of the change Performance management is an essential part of the general process of leadership. An objective, reliable set of metrics has to be used to measure performance. The current state has to be cross-checked with the planned, and a feedback has to be given to the team members whose performance was measured. If the optimal level is not reached, a training method has to be elaborated. The specialists have to be appreciated based on their results, including performance-based salary or originating the possibilities to improve of specialized knowledge. (Vámosi, 2005) As I have stated earlier, bottlenecks have to be identified to create more effective processes. Firstly, the team has to stick to the limited amount of work in progress. Supposing they are unable to comply with this rule, I would suggest to keep a record of the achieved limit of WIP from time to time so the progress can be tracked. It is also important to see the actual cycle time, which means the average end-to-end process time from the detection of an incident until its solution. A further measure can be the total number of opened problems. In my sight, the higher this number is, the more likely it is that unfinished WIP will remain in the workflow. Most teams do not realize the importance of limiting work in progress. Supposing this, the number of unfinished work will only grow and specialists will not really pay attention. In the long run, it will be a demonstrable waste

7.

Conclusion

In my opinion, agile software development methods can be applied in most software development environments as they are highly adaptable. But I highlight that the differing features and needs of each milieu require varying methods. Before starting to introduce new methods, a value stream map has to be created on the current and the expected future state of processes. The value-adding processes can be separated from value-adding processes and we can identify the constraints. It is highly important to reduce waste, so rational elimination of the non-value adding processions have to be included in the desired future state. We have to consider that every environment is different as customers have dissimilar needs developers have to adapt to. Once the transformation process is finished, the team has to aim at continuous development. It means that new methods have to be tracked and may even be tried. They may give unexpectedly advantageous results. In my sight, the models are rather complement each other and are not better than each other. I would suggest the combination of methods to decide what has to be applied in a given environment. An uncertain situation that software developers have to face is not rare, unexpected and contradiction change requirements occur everyday. The main point is that everyone in the team has to see the process flow. System thinking and in-depth understanding of costumer’s current needs will result in positive results. I would say that the key is to decide as late as possible and do not expect foreseeing the future.

134


References CA. 2009. Masters of Lean IT. Juhász, S. F. 2006. Az Extreme Programming programozástechnikai elvei. Kannan, N. 2009. Improving Help Desk Functions by Using Lean Six Sigma. Kniberg, H. Kanban vs Scrum. 2009. Deep Lean Conference, Stockholm. Marschall, M. 2010. Agile Methodologies: Scrum vs. Kanban. Melonfire, C. Understanding the pros and cons of the Waterfall Model of software development. Techrepublic Articles. Paluri, R. 2004. Extreme Programming (XP). Parekh, N. 2005. Spiral Model- a New Approach Towards Software Development Pilgrim, G. 2010. Waterfall Model Vs. Agile. Poppendieck, M. 2002. Principles of Lean Thinking. Poppendieck, M. 2006. 12 Questions with Mary Poppendieck. The Standish Group. 1995. Chaos Report. Vámosi, Z. 2005. Humán erőforrás menedzsment. LSI Oktatóközpont. Published by: INOK Kft., Budapest. ISBN 963 86826 0 4 Wells, D. Iterative Development. Available at: http://www.extremeprogramming.org/rules/iterative.html Accessed 28th August 2010. Womack, J. and Jones, D. 2009. Lean szemlélet. Published by HVG Kiadó Zrt. Budapest. ISBN 978 963 9686 83 0

135


eMagyarország Program Cseterki Imre 1 Összefoglaló. Magyarország európai versenyképességének egyik kulcskérdése, hogy milyen mértékben tud lépést tartani az Európai Unió fejlettebb országaival a digitális társadalom építésében. A technológia illetve az ehhez szükséges számítástechnikai eszközök megalkotása relatíve gyorsan elvégezhető, de hosszabb időt vesz igénybe a felhasználói képességek, azaz a humán befogadóképesség megteremtése. A kormányzat célul tűzte ki, hogy belátható időn belül áttér a papír alapú adminisztrációról a digitális közigazgatási eszközök használatára. Az állam ennek, és a vidéki esélyegyenlőség megteremtésének érdekében indította útjára az eMagyarország Programot, ami nem más, mint a lakósság felkészítése az átállásra, a digitális írástudás elterjesztésének hazai programja. A program végrehajtása már évekkel ezelőtt megkezdődött, kiépült a szükséges infrastruktúra és ma már rendelkezünk egy országos lefedettséget biztosító hálózattal, ahol felsőfokú végzettségű eTanácsadók segítik a munkát. Kulcsszavak. eMagyarország Pont, eTanácsadó, digitális ügysegéd

1. Rövid történelmi áttekintés Az IHM az Internet penetráció növelése érdekében 2003-ban útjára indította az eMagyarország Programot. A program célja az Internet-elérés kiterjesztése volt az ország teljes területén, főként a kevésbé, vagy egyáltalán nem ellátott területekre (falvak, hátrányos helyzetű települések) fókuszálva. 2006 végéig kiépült az úgynevezett eMagyarország pontok hálózata, pályazati pénzeken összesen 3053 közösségi Internet hozzáférési pont jött létre. A pályázati nyertesek fő csoportjai túlnyomó többségben közintézmények közül kerültek ki: nyilvános könyvtárak, közművelődési intézmények, önkormányzatok, kórházak, alapítványok, közalapítványok, illetve kisebb részben gazdálkodó szervezetek voltak. A hálózatépítés e szakaszában az NT Kft. még nem vett részt. 2007-ben a feladat és így a program folytatása a GKM- hez került. A második szakaszban a kiemelt cél az volt, hogy az Internet hozzáférésen felül minden állampolgár szükség esetén személyre szabott segítséget is kapjon az elektronikus ügyeinek intézéséhez. Az eMOP-2 program stratégiai céljai ennek megfelelően az alábbiak voltak: • bekapcsolni a magyar társadalom minél szélesebb rétegeit az Információs Társadalomba, csökkentve a meglévő digitális szakadékot, • biztosítani az egyenlő esélyt minden állampolgár számára, hogy az elektronikus (köz)szolgáltatásokat elérni és használni tudja, • elősegíteni a hátrányos helyzetű csoportok - kistelepülésen élők, etnikai kisebbségek, idősek, fogyatékosok, stb. – társadalmi felzárkóztatását. 2008-ban az eMagyarország program új gazdája a MeH EKK lett és a stratégiai célok megtartása mellett megkezdődött az eMagyarország pontok egységes arculatának megteremtése és a pontokon a feladatokat ellátó humán segítők kiképzése, azaz az eTanácsadói hálózat felépítése. Új elemként jelentkezett a hálózat összefogásának és szakmai irányításának feladata, amelyet az eMagyarország Centrum lát el. 2009-ben a program 3 különböző pályázati forráshoz jutott összesen mintegy 1,49 milliárd Ft értékben. A pályázati pénzekből lehetőség nyílott az eMo pontok további fejlesztésére, hardver és szoftver eszközök 1

Imre Cseterki e-Magyarország Központ Közhasznú Nonprofit Kht. [email protected]

136


beszerzésére, valamint a humánerőforrás az eTanácsadók tevékenységének finanszírozására. Az év végéig mindhárom pályázat lezárult, az eMagyarország pontok hálózata egységes követelményrendszer és egységes arculati elemek használatával tevékenykedik, és mintegy 730 új, felsőfokú végzettségű eTanácsadó került kiképzésre.

2. Az eMagyarország Program jelenlegi státusza Ma az ország területén 1491 településen 1954 működő (aktív) eMagyarország Pont van. Munkájukat 1574 kiképzett eTanácsadó segíti. A hálózat többszintű, az egyes önálló eMagyarország Pontok a 19 regionális illetve megyei eMagyarország Központokhoz vannak bekötve. A hálózat vezetési szakmai feladatokat az eMagyarország Centrum látja el Budapesten, az NT Nonprofit Közhasznú Kft. üzemeltetésében. Az országos lefedettség révén az eMagyarország Pontok hálozata mintegy 8,058 millió magyar állampolgár lakókörnyezetét érinti. A közösségi internet lehetőséggel ellátott 1491 településből 26% hátrányos, 28% pedig leghátrányosabb helyzetű (LHH) település. Tavalyi monitoring adatok alapján egy eMagyarország Pont napi látogatottsága átlagban 6 fő, ami az egész hálózatra vetítve havonta 353130 fő. Jól látható, hogy az eMagyarország Program elsősorban a hátrányos helyzetű, gazdaságilag elmaradott térségek felé orientálódik, de nyitott a bármilyen más kezdeményezésre is, ahol a helyi közösségek ennek szükségét látják.

3. Az eMagyarország Pontok által nyújtott szolgáltatások Az eMagyarország Pontok szolgáltatásait és egységes megjelenését az eMagyarország Centrum és az eMagyarország Pont finanszírozó szervezetek – elsősorban önkormányzatok –között lévő együttműködési megállapodás szabályozza. Az eMagyarország Pontok és az eTanácsadók az egyértelmű azonosíthatóság érdekében a közel egységes arculatot az arculati kézikönyvben szabályozott kapcsolódó elemek, logó, Kresz tábla, kültéri eMagyarország felirat, beltéri elemek (elérhetőségi, nyitvatartási adatok, a szolgáltatások feltüntetése stb.) biztosítják. Az eMagyarország Pontot üzemeltető szervezet az alábbi szolgáltatások nyújtására köteles: a) Az eMagyarország Pont számára olyan helyszínt biztosít, ahol az folyamatosan üzemelhet és • amely bárki számára (a nyitvatartási időben) korlátozás nélkül megközelíthető, • amely a szolgáltatások nyújtására alkalmas berendezéssel, legalább egy darab korszerű személyi számítógéppel rendelkezik, • amely számítógépenként szélessávú (legalább 512 Kb/s letöltési és 256/128 Kb/s feltöltési sebességgel rendelkező) internet-kapcsolattal rendelkezik. b) Az eMagyarország Ponton jól látható helyen kihelyezi az eMagyarország információs táblát, mely tartalmazza a nyitva tartás időt, az eTanácsadó nevét, elérhetőségét, a nyújtott ingyenes eKözszolgáltatásokat és a nem ingyenes szolgáltatásokat azok árával együtt. c) A nyitva tartás alatt legalább egy fő képzett eTanácsadót biztosít, aki ingyenesen segíti a lakosságot az Internet-használatban és az eKöszolgáltatások igénybevételében. d) Adatszolgáltatással részt vesz a program szakmai monitoringjában, szolgáltatási statisztikákat biztosít az eKérdőívvel, a monitoring rendszer üzemeltetésével és a lakossági adatbekérő napok lebonyolításával az eMagyarország Centrum részére. e) Honlapot üzemeltet, amelyen információt szolgáltat az eMagyarország Pont működéséről a lakosságnak.

137


4. Az eMagyarország Centrum feladatai A Program központi irányítása az eMagyarország Centrumon keresztül valósul meg, mely a következő feladatokat látja el: 1) eMagyarország Pont hálózat és az eTanácsadó hálózat tevékenységének koordinálása és fejlesztése 2) Képzések lebonyolítása: ezen belül közvetlen képzések szervezése az eTanácsadóknak és közvetett képzések szervezése a Területi eMagyarország Központokon és a helyi eMagyarország Pontokon keresztül a lakosság részére (bővebben ld. alább) 3) Szakmai monitoring végzése: az eKérdőív rendszer üzemeltetése, az országos monitoring rendszer üzemeltetése, a lakossági adatbekérő rendszer üzemeltetése, a területi eMagyarország Központok beszámoltatása, és a kapott adatok feldolgozása. 4) A hálózatok működtetésével kapcsolatos IT feladatok ellátása: ügyfélpont kereső rendszer üzemeltetése, technikai asszisztencia biztosítása és állandó help desk üzemeltetése. 5) Az eMagyarország Program szakmai tartalmának kommunikációja: tájékoztatás nyújtása a Program szakmai feladatairól az eMagyarország hálózat felé, tájékoztatás nyújtása a program eredményeiről a lakosság felé, a szakmai monitoring eredményének kommunikálása a Programot felügyelő Minisztérium felé. A Program központi honlapjának működtetése, worshopok, szakmai napok, szükség esetén sajtó vagy más szakmai rendezvények szervezése, lebonyolítása. 4.1. Képzésekről bővebben A program egyik kulcs eleme, hogy a meglévő infrastruktúrához a humánerőforrás, azaz a szakképzett eTanácsadók tudását a szinten tartsuk, illetve fejlesszük és ezt a tudást közvetítsük a lakósság felé. A program keretében ezért többszintű képzés valósul meg: • Első szintű képzés: az eMagyarország Centrum közvetlen képzi és továbbképzi a Területi eMagyarország Központokban dolgozó eTanácsadókat. (Regionális szakmai módszertani és vezetési képzések) • Második szint: a kiképzett és vizsgával rendelkező Területi eMagyarország Központokban dolgozó eTanácsadók kiképzik a vonzáskörzetükben dolgozó (a megyében lévő) eTanácsadókat, segítséget nyújtanak napi munkájukhoz • harmadik szint: a felkészített eTanácsadók képezik a lakosságot. • Negyedik, önálló képzési szint: Az eTanácsadó hálózat építése még nem fejeződött be, szükség van még újabb eTanácsadók kiképzésére is, hogy valamennyi eMagyarország ponton biztosított legyen a humán segítségnyújtás. Ma még sok olyan eTanácsadó van, aki több eMagyarország ponton is dolgozik. A képzési struktúra lehetőséget nyújt arra, hogy bármilyen információ, tudás, ismeret szervezet módon átadható legyen a lakosság széles köre számára. A lehetőséggel eddig a program csak korlátozott mértékben élt elsősorban anyagi finanszírozási gondok miatt. Jelenleg az eMagyarország Centrum az alábbi képzéseket szervezi: • Információs Társadalom Tanácsadó képzés: 60 órás (30 óra kontakt és 30 óra távoktatás) képzés (PL-1447 akkreditációs lajstromszámon) • eTanácsadó – közösségi szolgáltató képzés: 100 órás (88 óra kontaktóra + 12 óra gyakorlat) képzés (PL-4076 akkreditációs lajstromszámú) • Agrár – eTanácsadó képzés: 60 órás tanfolyam (akkreditáció folyamatban) • „Most .. középpontban az ügyfél” tanfolyam: 12 órás képzés (akkreditáció folyamatban) • Információbiztonság tanfolyam: 30 órás képzés (PL- 4604 akkreditációs lajstromszámú)

138


• •

Ügyfélkapu használata tanfolyam: 6 órás képzés Fenntartható fejlődés tanfolyam: 6 órás képzés

5. Az eMagyarország Programban rejlő lehetőségek A Programban rejlő előnyöket, és lehetőségeket a mára már kiépült eMagyarország Pontok hálózata biztosítja. a) Gazdasági előnyök, hatások: • A hátrányos helyzetű, gazdaságilag elmaradott térségek versenyképességének növekedésének elősegítése az Internet nyújtotta lehetőségek megismertetésével • Az adminisztratív terhek csökkenése, hozzájárulás a közigazgatás költség-hatékony működésének megvalósításához, az elektronikus közszolgáltatások minél szélesebb körű igénybevételével. • Munkanélküliség csökkenése a távmunka terjedésével, az elektronikus munkahelykereséssel, az élethosszig tartó tanulás megvalósulásával, • Az elektronikusan igényelhető mezőgazdasági támogatások és szolgáltatások igénybevételének elősegítése felvilágosító és ügysegédi tevékenységgel • A hazai és uniós pályázati lehetőségekből való részesülés lehetőségének növekedése tanácsadói tevékenységgel. b) Társadalmi hatások: • Az infokommunikációs ismeretek növekedése, a digitális írástudás terjedése • Esélyegyenlőség növekedése az elmaradt régiókban, a társadalmi leszakadás mérséklődése, • Civil együttműködés növekedése, közösségek létrejötte, az elmagányosodás csökkenése a nyugdíjas korosztály körében, • A helyi közösségek kialakulásának és a munkaerő helyben maradásának segítése, • Gazdasági, kulturális és fenntartható fejlődéssel kapcsolatos információk széleskörű terjedése, • Az alkotmányban foglalt állampolgári jogok gyakorlásának (pl. véleménynyilvánítás) növekedése, transzparencia (eDemokrácia) fejlődése • Az állampolgári általános ismeretek bővülése c) Politikai hatások: • A szolgáltató állam megjelenése a hátrányos helyzetű, gazdaságilag elmaradott térségekben is. Az eMagyarország program szinte valamennyi problémakörrel kapcsolatban érintett, arra megfelelő irányítással képes hatást gyakorolni. A más tárcáknál meglévő projektekkel összehangolva alkalmas a szinergiák kihasználásra. Ilyen, más tárcáknál meglévő projektek: • A mezőgazdasági szaktárcához tartozó Falugazdász hálózat és Vidékfejlesztési menedzser hálózat • A korábbi ÖTM által üzemeltetett Önkormányzati és kistérségi koordinációs menedzser hálózat és az „NFT házhoz jön” tanácsadó program • A korábbi SZMM által üzemeltetett FIP pontok rendszere A fentiek alapján is látható, hogy több szaktárca is finanszírozott hasonló infrastruktúrákat és embereket települési szinten, de közöttük eddig csak alacsony szintű együttműködés valósult meg. Az egész országra kiterjedő, egységes szempontok alapján koordinált és működő eMagyarország Pontok hálózata képes befogadni más tárcák által ellátandó feladatokat, ami gazdaságosabbá és hatékonyabbá teheti a szűkös források felhasználását. Erről az egyeztetések már megkezdődtek.

139


Mezőgazdasági elemi károk becslése a meteorológiai és tesztüzemi adatok összekapcsolásával Kemény Gábor

1

Abstract. Crop damage issued by meteorological reasons is evertime a great problem for the Hungarian agriculture. In the last 20 years there wasn’t any insurance, which had to be able to cover the most important crop damage risks as drought, inland waters and spring frost. But an other case, the penetration of insurable risks as hailstorm was only 40 percent among the farmers in last 20 years. The NAR (National Crop Damage Compensation System, founded in 2005) added new risks to cover farmers’ damages, but the compensation covered only 10-20 percent of crop damages in last two years. The solution could be a new system based on NARs’ risk portfolio and on insurances’ risk taking, that would be subsidized by state. It takes a new crop damage estimation method, which is grounded on linking of FADN (Farm Accountancy Data Network) and OMSZ (Hungarian Meteorological Service) databases, and services premiums for new crop damage risks as drought. Keywords: agriculture, damage estimation, insurance, meteorology

Összefoglaló. A magyar mezőgazdaság számára az elemi károk okozta terméskiesés mindig az egyik legnagyobb veszteséget magában hordozó veszélyforrás volt. Ennek ellenére az elmúlt 20 évben nem született olyan biztosítási konstrukció, amely a legfontosabb elemi kárkockázatokat (aszály, belvíz, tavaszi fagy) is magába foglalta volna. Emellett a termelői hozzáállás is kérdéses volt, hiszen a biztosítható kockázatok esetében sem érte el a lefedettség az országos termőterület 40%-át. A Nemzeti Kárenyhítési Rendszer ugyan kiterjesztette a kárenyhítés alá sorolt kockázatok körét, azonban megmaradt kárenyhítésnek, ahol a károk nem egészen 20%-át fedezte a NAR kifizetése. Megfelelő megoldás lehetne egy olyan új rendszer, ami a NAR által felvállalt veszélynemeket ötvözné a biztosítók üzleti modelljével. A rendszer működését állami támogatás biztosítaná, a díjszámításokban pedig az FADN és az OMSZ adatbázisának összekapcsolása játszhatna szerepet, amely lehetőséget nyújt az egyéb (emberi) kártényezők kiszűrésére. Kulcsszavak: mezőgazdaság, elemikár-becslés, biztosítás, meteorológia, tesztüzem.

1. Bevezetés Az elmúlt 20 évben a hazai mezőgazdasági kockázatkezelés alapvető hiányosságokkal kellett szembenézzen: viszonylag kevés veszélynem ellen kínáltak üzleti biztosítást, nem volt meg a termelői kultúrája sem a kockázatkezelésnek, sem a biztosításnak, viszont a mindenkori agrárpolitika folyamatosan szükségét érezte, hogy rendszeresen jelentkező agrárkárokat valamilyen módon kezelje. A 2010-es év különös aktualitás ad ennek a problémakörnek, hiszen ez az év jól példázza, hogy a klímaváltozás nem csak a már jól megszokott formájában (aszály), hanem éppen ellenkezőleg, a túl sok csapadék és belvíz által is drasztikus károkat okozhat a hazai termelőknek. Ennek nyomán szükségessé vált olyan új utak keresése a kockázatkezelésben, amelyek a jelenlegi biztosítási rendszer figyelembe vételével próbálnak új válaszokat adni a régi problémákra.

2. A jelenlegi biztosítási rendszer lefedettsége Ahhoz, hogy érdemi megállapításokat tegyünk egy új kockázatkezelési rendszer kidolgozásához, tisztában kell lennünk azzal, hogy milyen nagyságrendet képviselnek a mezőgazdasági károk, és erre milyen nagyságrendű válaszokat ad a jelenlegi biztosítási rendszer. 1

Kemény Gábor Research Institute of Agricultural Economics,1093 Budapest, Zsil utca 3-5., Hungary [email protected]

140


Felkai és Varga (2009) számításai alapján a hazai átlagos éves agrárkárok összege nagyságrendileg 100-160 milliárd forintos lehet. Ha ehhez az összeghez viszonyítjuk a hazai üzleti biztosítók nem egészen 10 milliárd forintos díjbevételét (2009, szinte kizárólag növénybiztosítás) és ezzel azonos nagyságrendű kárkifizetéseket, valamint a Nemzeti Agrárkárenyhítési Alap 5 milliárd forintos nagyságrendű tétele (kizárólag növény-kárenyhítés), megállapíthatjuk, hogy a jelenlegi üzleti és állami kockázatkezelés együttesen is igen messze van attól, hogy a felmerülő kockázatokat érdemben fedezni vagy akár csak porlasztani tudja. Nyilvánvaló, hogy az, hogy a hazai mezőgazdasági károk és kockázatok kb. tizede van csak lefedve valamilyen biztosítási eszközzel, egyrészt objektív okokra vezethető vissza, mint például hogy az adott kockázati típus nem felel meg a biztosíthatóság valamelyik követelményének (lásd bővebben Kovács, 2009). Emellett azonban sok más tényező is szerepet játszik abban, hogy a hazai biztosítások kiterjedtsége ilyen alacsonynak mondható. Felrajzolva a hazai mezőgazdasági biztosítási rendszer a problémafáját, alapvetően természeti és emberi (történelmi) okokra vezethető vissza az alacsony biztosítottsági szint. Az első problémát a kis országterület és a tájanként eltérő kockázati valószínűségek okozzák: egyrészt van olyan kockázati nem, ami az egész országot el tudja borítani (pl.: aszály), másrészt a tagoltság miatt igen jelentős eltérés lehet az egyes kistájak kockázata között. A második nehézséget a rendkívül heterogén termelési kultúra és az elaprózott parcellaméret jelenti. Ezáltal akár egy falu határán belül is rendkívül eltérő lehet akár ugyanazon növény ugyanazon kockázati nem általi kára, hiszen az eltérő agrotechnológia nem csupán eltérő terméseredményekhez, de eltérő kockázati érzékenységhez is vezethet, ami nagyban megnehezíti a nem a technológia számlájára írt kár biztosítói megállapítását. Az elaprózott parcellaméret pedig a károk felmérését teszi nehézkessé. A harmadik nehézséget az ágazat gyenge jövedelemtermelő képessége jelenti: ilyen esetekben a termelő nem szívesen vállal új költségeket (különösen nem olyanokat, amelyek kármentes években semmiféle hasznot nem hoznak), ha pedig a költségek csökkentésére kényszerül, akkor a költséglistában bizony igen előkelő helyet képvisel a biztosítási költség. A negyedik nehézséget a biztosítással szembeni negatív termelői attitűd jelenti: a rendszerváltás előtt a biztosítás kvázi kifizetőhelyként működött a legtöbb szövetkezet számára, hiszen elég nagyok voltak és elég sok ágazattal foglalkoztak ahhoz, hogy a díjfizetés mellett minden évben kárkifizetést is kapjanak (ha máshogy nem, az állattenyésztés biztosításánál). Így megszokták, hogy az a biztosítás, ami nem hoz minden évben legalább a díjhoz hasonló mértékű kárkifizetést, már nem is jó biztosítás. A rendszerváltás után, a régi struktúrák szétesésével pedig olyan termelői kör látott munkához, amelynek jellemzően nem voltak tapasztalatai a biztosítókkal (pl.: az 500 korábbi szövetkezeti tagból mondjuk 1 foglalkozott a biztosítás megkötésével), ráadásul a régi struktúrával együtt eltűnt a mezőgazdaság teljes biztosítói lefedettsége. Az így bekövetkező és az egyes termelőket sújtó károkra az állam minden évben komoly térítéseket adott – azoknak, akiknek nem volt biztosítása. Így a termelők egy részét szinte ’lenevelték’ arról, hogy biztosítást kössön, hiszen ha megtörtént a baj, akkor érdemesebb volt a gyors és nem tételes elszámolást igénylő állami segítségre várni, mint hosszadalmas eljárásban bizonyítani a kárt a biztosító előtt. Ezek a kedvezőtlen alapok egyrészt kicsi és szegmentált kockázati közösségeket, másrészt e közösségekben alacsony díjvállalási hajlandóságú termelőket eredményeztek. Ez a biztosítókat is ösztönözte arra, hogy minél kevesebb kockázatot vállaljanak fel (hiszen alacsony díjért csak alacsony szintű szolgáltatás adható), másrészt a gazdákat sem ösztönözte biztosítás kötésére (minek kössenek olyan biztosítást, ami a legfőbb kockázatokra – aszály – nem kínál megoldást). Az így kialakult alacsony létszámú biztosítotti körért erős verseny indult a biztosítók között, amit a GVH versenyt ösztönző hozzáállása is erősített. Ezáltal egy olyan díjcsökkentési spirál indult meg a biztosítók között, ami törvényszerűen vezetett az biztosítók mezőgazdasági csoportjának veszteségéhez, amire a biztosítók törvényszerűen a díjak emelésével és a kockázatok szűkítésével reagáltak, még tovább csökkentve a

141


biztosítotti kört, tovább nehezítve ezzel egy a kockázatkezeléshez megfelelő méretű veszélyközösség kialakulását. Ebből a folyamatos negatív spirálból a hazai biztosítási rendszer az elmúlt húsz évben nem tudott kitörni. 2.1. Területi és állatállományonkénti lefedettség A fenti okokból következően ma Magyarországon tömegesen csupán a jég- és tűzkár ellen kötnek biztosítást a gazdák, a többi veszélynem ellen – bár létezik biztosítás – nincs jelentős érdeklődés. Mivel a biztosítók összevonják a veszélynemek szerinti kockázatokat (így például a szabadföldi paprika vagy dinnye jégverés elleni kockázata egy kockázati közösségben van a búzáéval), ezért nem tudunk tételesen számot adni arról, hogy a hazai növénytermesztésbe vont fajták hány százaléka van biztosítva a fent felsorolt veszélynemek ellen. Csupán egy összesítő táblázatot tudunk megvizsgálni, amely az összes növényre vonatkozó jégbiztosítás megyénkénti lefedettségét mutatja be.

60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% ALFÖLD

DUNÁNTÚL

2004

ÉSZAKMAGYARO.

ÖSSZESEN

2009

1. ábra. Szántó- szőlő és gyümölcsterület biztosítottságának aránya

Mivel a jégkár ellen biztosított területek túlnyomó része szántó, így megállapíthatjuk, hogy jelenleg üzleti biztosítási alapon a szántóterület közel 40%-a van biztosítva. Az arány a Dunántúlon jobb, az Alföldön és Észak-Magyarországon rosszabb, de a 2004 és 2009 közötti időszakban látható volt a biztosított területek arányainak kiegyenlítődése, ami sajnos egy stagnáló összes biztosított terület mellett ment végbe, tehát nem emelkedett a biztosítással lefedett területek aránya. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy jellemzően a szántóföldi növények – búza, kukorica, repce, napraforgó, cukorrépa – kisebbik fele biztosított (a repce fagykár ellen is) a jég és a tűz ellen.

142


70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 2001

2002

marha

2003

2004

2005

2006

sertés

2007

2008

baromfi

2. ábra. Fontosabb állatfajok biztosítottságának aránya

Az állattenyésztés esetén sem kedvezőbb a kép, és egyértelmű a tendencia is: a biztosítási díjtámogatás 2004-es megszüntetése óta mind a szarvasmarha, mind a sertés és baromfiállomány nagyobb része olyan gazdaságokban található, amelyek nem rendelkeznek semmiféle állatbiztosítással. A baromfi esetében történt meg a legnagyobb esés, így a hazai állomány 90%-a biztosan nem rendelkezik állatbiztosítással. A szarvasmarhák esetében az arány 60%, míg a sertések esetében az elmúlt időszakban 50% alá csökkent a biztosan nem biztosított állomány aránya. 2.2. Társasági típusonkénti lefedettség Amennyiben megvizsgáljuk az üzemtípusonkénti biztosítottságot, megállapítható, hogy a 80 ezer 2 EUME feletti egyéni gazdaság szerény mértékben, 8 év átlagában csupán 14%-os arányban vesz igénybe mezőgazdasági (vagy növény-, vagy állat-) biztosítást. E 14%-nyi gazdaság rendelkezik azonban az árbevétel átlagosan 23%-ával, az adózás előtti eredmény közel 30%-ával, valamint a szántóterület közel 28%-ával. A társas gazdaságok esetében jóval nagyobb a mezőgazdasági biztosítások használata: az összes társas gazdaság közel fele, 44%-a rendelkezik valamilyen mezőgazdasági biztosítással, és e gazdaságokhoz tartozik a társas gazdaságok összárbevételének több, mint 70%-a, az adózás előtti eredmény közel 70%-a, valamint a szántó 77,8%-a. Felmerül a kérdés, hogy vajon mi az oka annak, hogy az egyéni és társas gazdaságok között ekkora eltérés van a biztosítás mint kockázatkezelési eszköz használatában. Ennek alapvető oka az, hogy a társas gazdaságok alapvetően hitelből gazdálkodnak, így minden egyes évben mások pénzét kockáztatják a földeken, ezáltal nem engedhetik meg maguknak (és hitelezőik sem engedik nekik, gyakran tételesen előírva a biztosítás kötelezettségét), hogy felvállalják annak kockázatát, hogy a földbe fektetett forgóhitelt egy jégverés miatt nem sikerül visszafizetni.

143


100,0% 90,0% 80,0% 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Árbevétel-egyéni

AEE-egyéni

Üzemszám-egyén

Árbevétel-társas

AEE-társas

Üzemszám-társas

3. ábra. Biztosított gazdaságok részesedése az egyéni és társas gazdaságok fontosabb mutatóiból

Teljesen egyértelművé válik a gazdálkodók és a biztosítás közötti viszony, ha a gazdaságokat méretkategória szerint válogatjuk szét, így vizsgálva meg a biztosítással való lefedettséget. A 4. ábrán jól látható, hogy alapvetően nincs érdemi különbség az egyéni és társas vállalkozások között a biztosítások használatában, amennyiben méretkategóriákban soroljuk őket: mindkét esetben folyamatosan nő a biztosítottság színvonala. 2 Ez – amint azt korábban már említettük – alapvetően a finanszírozás sajátságából fakad: minél nagyobb egy cég (függetlenül attól, hogy egyéni-e vagy társas), annál inkább rászorul a külső finanszírozásra, és annál inkább megkívánják a finanszírozók, hogy a kihitelezett összeget biztosítás védje az elemi károktól.

2

Hozzá kell tennünk, hogy a tesztüzemi társas vállalkozások zöme a 3. méretkategória felett található, így az 1. és 2. méretkategóriabeli társas biztosítottsági fölény inkább hipotetikus, akárcsak a 6. méretkategóriában, ahol már jellemzően nem találunk egyéni gazdaságot. Viszont a 3-5. méretkategóriákban, ahol mindkét cégforma előfordul, jellemzően nincs érdemi különbség.

144


90,0% 80,0% 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0%

1. méret

2. méret

3. méret

szántóterület

4. méret

szőlő

5. méret

társas

egyéni

társas

egyéni

társas

egyéni

társas

egyéni

társas

egyéni

társas

egyéni

0,0%

6. méret

gyümölcsös

4. ábra. A biztosított gazdaságok méret szerinti megoszlása

2.3. Veszélynemenkénti lefedettség Az elemi károk kárnemenkénti megoszlása (5. ábra) Magyarországon évről évre ugyanazt a képet mutatja, kisebb-nagyobb százalékos eltérésekkel. A sokéves megfigyelés és tapasztalat alapján az aszálykár aránya a legnagyobb, második legnagyobb veszélyforrást a jégkár jelenti (2009. évi adatok).

Egyéb elemi kár 3% Vízkár 18%

Aszálykár 42%

Fagykár 16%

Jégkár 21% 5. ábra. Mezőgazdasági károk veszélynemenkénti megoszlása

145


Ha ezt az adatot összevetjük a hazai biztosítók díjbevételeivel (6. ábra), jól látható a hazai biztosítási rendszer hiányossága: a mezőgazdasági termelők minden évben úgy fognak hozzá a termeléshez, hogy az összes potenciális kár 21%-ára van biztosítási lehetőség, és ennek a 21%-nak is csupán 40%-a, az összes potenciális kár kicsit több mint 8%-a van lefedve biztosításokkal.

Jégkár, tűzkár 86%

Egyéb 14%

6. ábra. Mezőgazdasági díjbevételek veszélynemenkénti megoszlása

3. A nemzeti agrárkárenyhítési rendszer – fejlődés problémákkal Erre az áldatlan helyzetre rezonált a nemzeti agrárkárenyhítési rendszer, amely a növénytermesztő gazdaságok számára nyitotta meg az utat az olyan károk fedezéséhez, mint az aszálykár, a belvízkár, a tavaszi fagykár. Sajnos azonban a rendszer nem oldotta meg az alapproblémát: ugyanis nem biztosítást, hanem csupán kárenyhítést vállalt, tehát nem a károsodott összegre, hanem csupán annak egy (kis és bizonytalan) részére nyújtott fedezetet. Az elmúlt évek gyakorlata azt mutatja, hogy a termelők nagyjából 10-20%-os kárenyhítésre számíthattak, attól függően, hogy milyen sok termelőnél jelentkeztek az adott évben mezőgazdasági károk. Ennek ellenére a kárenyhítési rendszer alapvetően sikeresnek mondható, mivel sikerült kanalizálni azt a rossz gyakorlatot, hogy a mezőgazdasági károk után megjelenő gazdatüntetésekre reagáló ad hoc kifizetésekkel „kezelték” a problémát. Így már nem folytatódik a termelők rossz beidegzése, mely szerint az jár a legjobban, aki nem törődik a kockázatkezeléssel – ha baj van, majd az állam kisegíti az illetőt, aki meg biztosította magát, az küszködjön a biztosítókkal. Összességében azonban a rendszer nem oldja meg a kockázat mérséklésének problémáját: kárnagyságoktól függő aránylagos térítés, gyakorlatilag ellenőrizetlen, bemondásra fizetett kárenyhítés jellemzi immáron többedik éve.

4. Mezőgazdasági károk becslése meteorológiai alapon – új rendszer lehetőségekkel A mezőgazdasági kockázatkezelés javításához szükséges lépések a következőek: • Garantált kifizetéseket kell nyújtani a termelőknek – ez jelenti az igazi védelmet • Ellenőrzött körülmények között kell megállapítani a terméskiesést • Ezeknek megfelelő biztosítási díjakkal kell kimenni a piacra

146


A megoldást egy új állami támogatási rendszer jelenti, amely a biztosításokat részesíti előnyben a kárenyhítéssel szemben, viszont kiterjed azokra a veszélynemekre, amelyek benne vannak a kárenyhítési rendszerben. Ehhez azonban szükség van egy nagyságrendi előkalkulációra, amely alapot ad az új konstrukció kidolgozására az új veszélynemek esetében. Ezek esetében különös hangsúlyt kell fektetni az emberi tényezők kiszűrésére, hiszen olyan károkról beszélünk, amelyek hagyományos kárfelmérési módszerekkel nem állapíthatóak meg pontosan, viszont hatásuk nagyban befolyásolható azon termelőktől függő agronómiai viszonyok által, amelyek között a haszonnövény fejlődik. Az aszály- és belvíz károkozásának becslése megadja a választ arra, hogy a biztosítók milyen kondíciókkal, milyen árakkal menjenek ki az ügyfelekhez, illetve megadja a támogatások azon nagyságrendjét, amelyre mindenféleképp szükség van az új konstrukció beindításához Az aszály és belvízkárok pontos felmérésére szolgál az OMSZ és az FADN adatainak összekapcsolása. A két adatbázis paraméterei a következőek: FADN • 1900 üzem • 1000 település • 9 éves adatsor • 50 fő szántóföldi és ültetvényes növényfaj hozamai OMSZ adatbázis • 110 mérőállomás • 35 éves idősor • Havi maximum, minimum és középhőmérséklet, csapadék, napsütéses órák száma Mivel az OMSZ mérőállomások közötti pontokra vonatkozó szimulációs modellje nem elérhetőek, ezért a tesztüzemi helyszínek és a hozzájuk közel eső mérőállomások kerülnek összekapcsolásra földrajzi koordinátáik alapján. Minden tesztüzemi helység számára saját időjárási adatok kerülnek kiszámításra oly módon, hogy a tesztüzemi helységhez legközelebb fekvő és az átellenes térnegyedben elhelyezkedő mérőállomás időjárási átlagából kerül kiszámításra a tesztüzemi saját adat, a mérőállomásoktól vett távolság számtani átlagával arányosan. Ezáltal 1000 időjárási adat kerül kiszámításra, amelyek 1900 üzemhez és azok hozamadataihoz kapcsolódnak

147


Szemközti térnegyed mérőállomásának koordinátája

Tesztüzem koordinátája

Legközelebbi mérőállomás koordinátája 7. ábra. Teszüzemi meteorológiai adatok kiszámításának sémája

Az elkészült és a meglevő adatbázis kétféle aszályregresszió kiszámítására ad lehetőséget: I. módszer: a 100 mérési hely adatait 19 megyére aggregálva a megyei hozamadatok és a megyei havi időjárási adatok 35 éves idősorainak átlagtól vett eltérése közötti összefüggést többváltozós regresszióval vizsgálva kapható meg az időjárás (aszály) hatása (a regresszió kulcsszereplője a tavaszi-nyári csapadék). II. módszer: a főbb növényenként változó számú (pl.: gabonánál 1200 db) tesztüzemi hozam és a hozzájuk kapcsolódó 9 éves időjárási idősor fentivel megegyező vizsgálata. Ezáltal kiszámításra kerülhet, hogy az éves átlaghoz képesti hozamveszteség hány százaléka írható az időjárás (aszály) és a VKKI belvíz adatainak integrálása után a belvíz számlájára, ezáltal megbecsülhetővé válik, hogy milyen kondíciók mellett válhat mind a termelők, mind a biztosítók számára kedvezővé egy aszály- és belvízbiztosítás.

5. Következtetés Megállapításra került, hogy a hazai biztosítási rendszer alapvetően a sajátos természeti adottságok, az elmúlt húsz év (e téren) hibás agrárpolitikája és a termelői kockázatkezelési kultúra alacsony foka miatt csupán a felmerülő károk 8%-ára kínál biztosítást. Ennek a lefedettségnek a nagyobb része is vélhetően nem a termelők saját belátásán, hanem a hitelezők által előírt kényszernek köszönhetően valósul meg. Emellett hiába alakult meg a Nemzeti Agrárkárenyhítési Rendszer, nem történt érdemi áttörés, mivel a biztonsági háló új veszélynemekre való kiterjesztése nem járt együtt az anyagi felelősségvállalás károkkal azonos nagyságrendbe való emelésével (nem biztosítás, hanem kárenyhítés történik, ami a kár jellemzően 10-20%-ának megtérítésére vonatkozik). Az anyagi felelősségvállalás növelése csak az állami támogatások növelésével, a biztosított termelői kör kiterjesztésével és az új veszélynemekre jutó kár előkalkulációjával valósulhat meg. Erre kínál megoldást az FADN és az OMSZ adatbázis összekapcsolása, amely lehetővé teszi, hogy a legfontosabb károk esetében elválasztásra kerüljön az emberi és a természeti kár.

148


Emellett az FADN és OMSZ adatok összekapcsolása lehetővé teszi, hogy vizsgálhatóvá váljon az üzemi költségek hatékony szintjének meghatározása – mi az a szint, ami felett az emberi input hatékonyan csökkenti az időjárásból fakadó kockázatokat

Hivatkozások Felkai Beáta – Varga Tibor ,2010. Az egyedi- és összkockázatú agrárbiztosítások hazai és nemzetközi gyakorlata. Agrárgazdasági Információk, 2010/05. Budapest. AKI. Kovács Gábor (szerk.), 2009. Kockázatok és kockázatkezelés a mezőgazdaságban. Agrárgazdasági. Tanulmányok. 2009/6. Budapest. AKI.

149


Pénzügyi tervek valóságtartamának vizsgálta FADN adatok alapján Keszthelyi Szilárd 1, Pesti Csaba 2 Abstract. The global financial crisis establishes new obstacles, requirements and challenges to the agricultural producers. In such circumstances it is especially important for farmers to base their investment and financial decisions on well-founded methods using multiple information sources. In Hungary during the reviewing of the credit applications the assessment of financial plans has only minor importance as banks tend to avoid granting loans on business grounds and rather favour loans secured by mortgages or other means. However, if for the assessment of financial plans there were a well-worked out, reliable tool available that could make the reviewing of loan application much easier. Assuring higher security for loans would not only increase the amount of credits granted but in the long run could reduce the interest rates as well. In this paper we intend to introduce a concept, based on FADN data, that will make the assessment of the validity of the financial plans possible. The core of the method is the selection of very similar FADN holdings and whether the farms’ income will secure the redemption of the required loan will be assessed from the data of these holdings Keywords: FADN, financial plans, coherence test, validity test, ADSCR indicator.

Összefoglaló. A pénzügyi- és a hitelválság új igényeket, új nehézségeket, valamint magas szintű követelményeket támaszt a mezőgazdasági vállalkozókkal szemben. Ilyen körülmények között különösen fontos, hogy beruházási, illetve finanszírozási döntéseiket megalapozottan, több információforrással alátámasztva hozzák meg. A mezőgazdasági vállalkozások korlátozott jövedelemtermelő képessége, valamint a mezőgazdasági termeléssel összefüggő nagyobb kockázat miatt, különösen fontos, hogy a külső forrást biztosító hitelintézetek alaposan meg tudják vizsgálni az adott fejlesztés életképességét. Magyarországon a banki hitelkérelmek értékelésekor a pénzügyi terv bírálata háttérbe szorul, a bankok kerülik az üzleti alapon történő hitelezést és továbbra is a jelzálog, illetve egyéb módon biztosított hitelekkel stabilizálják helyzetüket. Ha azonban a pénzügyi tervek értékeléséhez egy adekvát, a gyakorlatban is megbízhatóan használható eszközt biztosítanánk, az megkönnyítené a hitelezést és a hitelbírálatot. A hitelkihelyezés biztonságának növelése nemcsak a hitelvolument növelheti, hosszabb távon akár a kamatokat is csökkentheti. Ezzel a munkával egy olyan elképzelést szeretnénk bemutatni, amely a tesztüzemi rendszer (FADN) adatainak felhasználásával lehetővé teszi a hitelkérelmekben szereplő pénzügyi tervek valóságtartamának vizsgálatát. A módszer lényege, hogy hasonló gazdaságok adatai alapján megvizsgáljuk, hogy a vállalkozás jövedelme fedezetet nyújt-e az igényelt hitel törlesztési kötelezettségeire. Kulcsszavak: FADN, pénzügyi tervek, valóságtartalom vizsgálat, ADSCR számítás.

1. Bevezetés A pénzügyi tervezés a vállalati tervezési rendszer integrált részét képezi mind stratégiai, mind pedig operatív szinten. Segítségével biztosítani lehet a vállalkozás pénzügyi egyensúlyának folyamatos fenntartását, és ezzel összefüggésben megfelelő alapot lehet teremteni a beruházási politika és forgóeszköz gazdálkodás kialakításához A vállalkozások alapvetően két célból készítenek pénzügyi tervet: • A vállalkozás operatív működtetéséhez, a likviditás ellenőrzéséhez, azaz ahhoz, hogy a vállalkozás időben eleget tudjon tenni kötelezettségeinek.

1

Keszthelyi Szilárd Agrárgazdasági Kutató Intézet, 1093 Budapest, Zsil utca 3-5. [email protected] 2 Pesti Csaba Agrárgazdasági Kutató Intézet, 1093 Budapest, Zsil utca 3-5. [email protected]

150


•

A beruházási döntések előkészítéséhez. Az első ponttal összefüggésben, ezekben az esetekben is ellenőrizni kell a vállalkozás pénzügyi fenntarthatóságát, másrészről beruházás-gazdaságossági vizsgálatokat is kell végezni. Ezek a pénzügyi tervek legtöbb esetben egyben a finanszírozó intézetnek (kifizető ügynökség, befektető, illetve bank) is készülnek.

A vállalati hitelezés fontos eleme a hitelkérelmek részét képező pénzügyi tervek valóságtartalmának vizsgálata. A hitelező pénzintézetnek el kell döntenie, hogy a tervezett mérleg és eredménykimutatás adatok teljesülhetnek-e. A pénzügyi tervek valóságtartalom vizsgálatának fontossága és lényege az, hogy a hitelt kérelmező vállalkozó valótlan adatok állításával ne tudja megindokolni fejlesztése életképességét. Ilyen eszköz felhasználásával a vállalkozók rá lennének kényszerítve, hogy a pénzügyi terveket a magyar mezőgazdaság realitásait figyelembe véve, felelősen készítsék el. A hitelkérelmek ilyen jellegű ellenőrzésének közép- és hosszú távú hatásai is vannak. A hitelkihelyezés biztonsága csökkentheti az azzal szemben álló fedezet nagyságát, ezáltal lehetőség lenne arra, hogy a vállalkozók többletforrást vonjanak be. Hosszabb távon a hitelkihelyezés kockázatának csökkenése kedvezően hathat a kamatokra is, amely szintén tovább emelheti a hitelezés volumenét.

2. A pénzügyi tervek ellenőrzésének módszertana Az alábbiakban a magyar nemzeti számviteli rendszer szerint elkészített pénzügyi tervek értékelésének módszertanát mutatjuk be. Erre azért van szükség, mert egyrészt a nemzeti könyvelési szabályok is ezt a módszertant követik, másrészt a mezőgazdasági vállalkozások hitelkérelmeihez tartozó pénzügyi terveket is a legtöbb esetben ezeket a szabályokat alkalmazva készítik el. A későbbiekben kitérünk az EU-FADN adatok használatának lehetőségeire, illetve korlátaira. Az első lépés az értékeléshez szükséges inputok előállítása. A pénzügyi terv bírálatához szükséges adatokon túl szükség van a hitelt kérelmező üzemszerkezetére. Erre azért van szükség, mert ez alapján tudjuk a hitelkérelmezőhöz hasonló gazdaságokat beazonosítani. A pénzügyi tervek bírálatának folyamatát az 1. ábra mutatja. A bírálat három lépcsőben, a pénzügyi terv összes évére történik. 1. Az első lépésben meg kell győződni a pénzügyi terv koherenciájáról és integritásáról. Ennek ellenőrzésére a következő összefüggéseket kell megvizsgálni: • A befektetett eszközök növekményének arányban kell állnia a beruházások összegével; • Az értékcsökkenési leírásnak az aktiválási időponttal összefüggésben időarányosan növekednie kell; • Mérleg szerinti eredmény átvezetése: az adott évben keletkező és a vállalkozásnál maradó jövedelemnek meg kell jelennie a saját tőkében; • A hitelparaméterek ellenőrzése az eredménykimutatásban és a mérlegben. Az utóbbi ellenőrzés összetettebb, további lépéseket ölel fel. Az igényelt hitel paraméterei alapján (kamat, futamidő, türelmi idő) ellenőrizni kell, hogy a pénzügyi műveletek kiadásai között a kamatokat feltüntették-e minden évben, illetve a kötelezettségek között megjelenik-e a hitelállomány évről évre csökkenő összege. A második lépésben arról kell meggyőződni, hogy a pénzügyi terv alapján a vállalkozás eleget tud-e tenni a hitelfelvétellel összefüggő fizetési kötelezettségeknek. Erre az indirekt cash-flow számítási módszertanát is felhasználó ADSCR (Average Debt Service Coverage Ratio) kalkulációt használjuk. A módszer lényege, hogy az igényelt hitel fizetési kötelezettségeit (adósságszolgálatot) évről évre szembe állítjuk a visszafizetés forrásaival (adósságfedezettel).

151


Inputok

Ellenőrzések

Pénzügyi terv

Hitelparaméterek

Pénzügyi terv koherencia

Hitelállomány összefüggései

Amortizáció

Tőketörlesztés

Kamatfizetés

Üzemszerkezet

Tárgyi eszközök

Eredménykimutatás

Mérleg

Adósságfedezet

Adósságszolgálat

ADSCR számítás

Üzemtipizálás

Referencia értékek

FADN nemzeti adatbázis

Valóságtartalom

Referencia értékek hozzárendelése

Intervallum vizsgálat

Értékelés

1. ábra. Hitelkérelmek értékelése FADN adatok alapján

Mivel a magyar FADN egy zárt rendszerű kettős könyvvitelre épül (minden egyes gazdasági esemény rögzítésre és könyvelésre kerül), ezért az indirekt módszert találtuk a legalkalmasabbnak arra, hogy meghatározzuk a törlesztésre rendelkezésre álló forrásokat, melynek lényege a következő: Az általánosan elfogadott számviteli elvek szerint a kettős könyvvitelt vezető vállalkozásoknál kötelezően érvényesül az időbeli elhatárolás elve. Ennek értelmében az árbevételt, illetve a költségeket akkor számolják el, amikor azok felmerültek. Az időbeli elhatárolás elve alapján számított eredmény nem

152


a tényleges realizált eredményt mutatja. A pénzmozgással járó tételek összegyűjtése helyett az eredménykimutatásban levezetett (adózás előtti vagy adózott) eredmény a számítás kiindulási alapja. Ezt módosítani kell azokkal a gazdasági eseményekből származó tételekkel, amelyek az eredmény nagyságát ugyan befolyásolják, de pénzmozgással nem járnak. Tehát a pénzmozgással nem járó, eredményt csökkentő tételeket hozzá kell adni, míg a pénzmozgással nem járó, eredményt növelő tételeket le kell vonni az eredményből, hogy megkapjuk a működési tevékenységhez kapcsolódó nettó pénzeszközváltozást (Rózsa et al, 2005). Az így kapott adósság fedezetet leosztjuk az adósságszolgálattal és amennyiben ez az érték meghaladja a nemzetközileg elfogadott 1,2-értéket, akkor feltételezzük, hogy a vállalkozás képes lesz a felvett hitelek törlesztésére. Az ellenőrzés következő és egyben legfontosabb eleme a valóságtartalom vizsgálat. Ennek lényege, hogy az FADN adatbázisból létrehozott (lekérdezett) referencia értékeket összehasonlítjuk a vizsgált üzem adataival, így megállapítjuk, hogy a pénzügyi tervben szereplő érték a valóságban is teljesíthető-e. Ennek első lépése a referencia értékek előállítása a tesztüzemi adatok alapján. Az Európai Unió FADN rendszerétől eltérően Magyarország esetében eltérő csoportképzést célszerű használni. Erre azért van szükség, mert a vállalkozási formák szerint (egyéni gazdaság, társas vállalkozás) homogénebb (egymásra jobban hasonlító) csoportokat lehet létrehozni. Ennek oka, hogy a magyarországi társas vállalkozások tőkeszerkezete, földhasználata, bérpolitikája nagyban különbözik az egyéni gazdaságokétól. Ez utóbbi miatt különösen fontos, hogy a pénzügyi összehasonlításnál a vállalkozási forma szerint elsődlegesen két csoportot hozzunk létre. Természetesen az üzem típusa és mérete ugyanúgy fontos a csoportképzésnél. Az így létrehozott rétegekre (csoportokra) kell meghatározni a fajlagos referencia értékeket. A referencia adatbázisba nemcsak egy, hanem több év üzemi adata is belekerül, ezzel tudjuk biztosítani azt, hogy a különböző időjárási, piaci feltételek is figyelembe legyenek véve. A következő referencia értékek számítását és összehasonlítását tartjuk célszerűnek: • egy európai méretegységre jutó o termelési érték; o közvetlen termelői támogatás; o anyagjellegű ráfordítás; o adózás előtti eredmény; • termelési értékarányos jövedelmezőség. Ezekre a mutatókra két intervallumot kell meghatározni. Az első, tágabb intervallummal szűrjük a szélső értékeket. Egy szűkebb intervallummal, a pénzügyi terv nehezen (kockázatosan) megvalósítható elemeit szűrjük. Ezeket az értékeket a hasonló üzemek szélső három értékének átlagából számítjuk. A kockázatosan megvalósítható elemeket (szűkebb intervallum) a két szélső decilis (sorrendbe helyezett számsor 10., illetve 90. százalékánál elhelyezkedő) értéke alapján határozzuk meg. Mint ahogy korábban említettük, a vizsgálatot nem csak egy évre, hanem a futamidő összes évére el kell végezni, ezért felmerül a kérdés, hogy hogyan állapítjuk meg, hogy a pénzügyi tervből számított mutatószámok a jövőben milyen kockázatokkal lesznek tarthatók. Ehhez a funkcióhoz felhasználjuk az intézetünk által működtetett reprezentatív prognosztikai modellt, a Microsimet. A Microsim modell a tesztüzemi bázisadatokon alapul, az összes tesztüzem eredmény-kimutatásának várható jövőbeni állapotát jeleníti meg, bemenetként felhasználva számos makrogazdasági mutatót, a költségtételek, az értékesített termékek árainak várható alakulását és a támogatási rendszer változásait. Ezt a modellt korábban jövedelem előrejelzések, hatástanulmányok, politikai döntések előkészítéséhez használtuk. Ebben a rendszerben azonban alkalmas az intervallumok jövőbeni értékeinek meghatározásához.

153


A fenti ellenőrzéseket minden évben végrehajtva, pontos képet kaphatunk a pénzügyi terv gyenge pontjairól, illetve azokról az elemekről, amelyek hitel visszafizetés szempontjából problémát jelenthetnek. A rendszer működését még egy összefoglaló példával is szeretnénk szemléltetni. Ha egy gazdálkodó olyan beruházás megvalósításához igényel külső forrást, amely az adott gazdasági környezetben nem, vagy csak jelentős kockázatokkal valósítható meg, akkor a fenti rendszer azt a következőképpen szűri: a gazdálkodó költségei egyrészt növekednek a beruházás elszámolt értékcsökkenésével, másrészt a kamatokkal. A pénzügyi tervben, azért hogy az említett költségnövekedést ellensúlyozza, növeli a termelési értékét (árbevételét). Ha az egy egységre jutó termelési érték jelentősen magasabb, mint a hozzá hasonló legjobb üzemek átlaga, akkor a rendszer jelzi, hogy a tervben közölt árbevétel nem tartható, így a hitel visszafizetés is kockázatokkal terhelt. Tehát a felvázolt módszer lényege az, hogy a hitelt kérelmező valótlan adatok állításával ne tudja megindokolni fejlesztése életképességét, így a hiteltörlesztés gazdasági kockázatai felmérhetők, értékelhetők. Az egyes hitelkérelmekhez kockázati valószínűségeket rendelve a hitelfeltételek – beleértve a kamatokat és a kért biztosítékot – differenciálhatók. A rendszer alkalmas a kettős könyvvitel vezetésére nem kötelezett egyéni gazdaságok megítélésére is. Ők egy részletes kitöltési útmutató segítségével adják meg az értékeléshez szükséges (eredményszemléletű) pénzügyi adatokat.

3. Jövőbeni fejlesztések A fent leírt módszerben a valóságtartalom vizsgálat alapját az Európai Uniós üzemtipológia képezi. Ez a módszer véleményünk szerint nem a legjobb megoldás a hasonló üzemek referencia adatainak leképzéséhez. Hipotézisünk szerint ennél jobb módszer a statistical matching alkalmazása, mivel a hasonló üzemeket nem csak a súlyozás szerinti rétegképzés alapján tudjuk megkeresni, hanem egyéb változókat is figyelembe tudunk venni. Ezek közül is legfontosabb a munkaerő, mivel ezzel az üzemtípusokon belül az alkalmazott technológiák szerint is differenciálni tudjuk az üzemeket. Ugyanakkor ennek a módszernek az a hátránya, hogy alkalmazásához szükség van üzemsoros FADN adatokra is, mivel a pályázó üzemhez hasonló gazdaságok kiválasztása egyenként történik. A gyakorlati megvalósításnak az FADN szigorú adatkezelési előírásai korlátot jelentenek. Az elemzést mindenképpen célszerű kiegészíteni érzékenységi vizsgálatokkal is. Az érzékenységi vizsgálat alapja továbbra is az ADSCR mutató lehet. Azt kell évről évre meghatározni, hogy az árbevétel mennyivel csökkenhet, illetve a költségek mennyivel emelkedhetnek úgy, hogy a vállalkozás a hiteleit továbbra is biztonságosan törleszteni tudja. Ezt a vizsgálatot ki lehet terjeszteni a hitelkamatra is, ki lehet számolni a kritikus hitelkamatlábat, mely az a kamatláb, amely mellett a vállalkozás a hitellel kapcsolatos terheket még éppen ki tudja fizetni. Ezt a modellt a jövőben internetes alkalmazás keretében elérhetővé kell tenni a mezőgazdasági vállalkozások számára is. Ez egy kiváló eszköz lenne a fejlesztési elképzeléseik értékeléséhez és egyben hozzájárulna a mezőgazdasági termelők pénzügyi kultúrájának fejlesztéséhez.

4. Következtetés Egy olyan pénzügyi-elemző modellt fejlesztettünk, mely segítségével értékelni lehet a mezőgazdasági pénzügyi terv gyenge, csak jelentős kockázatokkal megvalósítható pontjait. FADN adatok referenciaértékként történő felhasználásával biztosítani tudjuk, hogy a hitelt kérelmező valótlan adatok állításával ne tudja megindokolni fejlesztési életképességét. Magyarországon a banki hitelkérelmek értékelésekor a pénzügyi terv bírálata háttérbe szorul, a bankok kerülik az üzleti alapon történő hitelezést és továbbra is a jelzálog, illetve egyéb módon biztosított hitelekkel stabilizálják helyzetüket. Ha azonban a pénzügyi tervek értékeléséhez egy adekvát, a gyakorlatban megbízhatóan használható eszközt biztosítanánk, az megkönnyítené a hitelezést és a

154


hitelbírálatot. A hitelkérelmek ilyen jellegű ellenőrzésének közép- és hosszú távú hatásai is vannak. A hitelkihelyezés biztonsága csökkentheti az azzal szemben álló fedezet nagyságát, ezáltal lehetőség lenne arra, hogy a vállalkozók többletforrást vonjanak be. Hosszabb távon a hitelkihelyezés kockázatának csökkenése kedvezően hathat a kamatokra is, amely szintén tovább emelheti a hitelezés volumenét.

Hivatkozások Rózsa, Attila – Darabos, Éva – Bács, Zoltán: A cash flow-kimutatás összeállításának nemzetközi és magyar szabályozása, Agrárgazdaság, vidékfejlesztés, agrárinformatika konferencia kiadványa 2005

155


Az e-Learning bevezetésének tapasztalatai az MGSZH-ban – egy pilot eredményei Vörös Zsuzsanna 1, Lukácsné Veres Edina 2 Abstract. The various tasks of Central Agricultural Office are carried out by its central and regional directorates. For performing a high standard labour, well- and continuously educated team in needed, so the more thousands of colleagues working at central and regional levels have to be trained. Beside the traditional training forms – and built to them - there was a need for implementing a new distant teaching system, which provides a comprehensive distance education, resting on multimedia foundations, for the all colleagues of Central Agricultural Office working in different parts of the country and in different professional areas. The aim of our publication is to show how we introduced the e-Learning education within the distance education framework system of CAO, and to share our experiences obtained during the pilot training. Keywords: e-Learning,

Összefoglaló. Az Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal sokrétű feladatát Központja és területi szervei útján látja el. Munkájának magas színvonalon való végzéséhez jól és folyamatosan képzett szakembergárda szükséges, vagyis a Hivatal központi és területi szerveinél dolgozó több ezer munkatársat folyamatosan képezni kell. A hagyományos képzési formák mellett, azokra épülve, szükség volt egy olyan távoktatási rendszer megvalósítására, mely széleskörű, multimédiás alapokon nyugvó távoktatási megoldást biztosít az MgSzH valamennyi – az ország különböző pontján dolgozó, különböző területeket ellátó - munkatársa számára. A publikációnkban azt szeretnénk bemutatni, hogy hogyan valósítottuk meg az MgSzH Távoktatási Keretrendszerén belül az e-Learning oktatást, illetve milyen tapasztalatokat nyertünk a pilot képzés során. Kulcsszavak: e-Learning

1. Bevezetés Az államháztartás hatékony működését elősegítő szervezeti átalakítások keretében elindult átszervezési folyamat egyik eredményeként 2007. január 1-jén létrejött a Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal több szervezet - fővárosi és megyei növény- és talajvédelmi szolgálatok, Növény- és Talajvédelmi Központi Szolgálat, megyei földművelésügyi hivatalok, fővárosi és megyei állategészségügyi és élelmiszerellenőrző állomások, Országos Mezőgazdasági Minősítő Intézet, Állami Erdészeti Szolgálat, Földművelésügyi Költségvetési Iroda, Országos Borminősítő Intézet, Állatgyógyászati Oltóanyag-, Gyógyszer- és Takarmányellenőrző Intézet, Országos Állategészségügyi Intézet, Országos Élelmiszervizsgáló Intézet - általános jogutódjaként, ezek feladatait egy szervezetbe integrálva látja el. A Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal (MgSzH) a földművelésügyi és vidékfejlesztési miniszter irányítása alatt álló központi hivatal, székhelye Budapest. A Hivatalt az elnök vezeti. A Hivatal feladatát Központja és területi szervei útján látja el. Az MgSzH Központja és területi szervei is önálló jogi személyiséggel rendelkeznek. A 19 megyei mezőgazdasági szakigazgatási hivatal élén főigazgató áll. Az MgSzH Központ az egész országra kiterjedő illetékességgel rendelkezik, az MgSzH területi szerveinek illetékességi területe pedig - amennyiben jogszabály másként nem rendelkezik - a nevében megjelölt közigazgatási területre terjed ki (1. ábra).

1

Vörös Zsuzsanna, MGSzH Központ, 1024 Budapest, Keleti K. u. 24. [email protected] 2 Lukácsné Veres Edina, MGSzH Központ, 1024 Budapest, Keleti K. u. 24. [email protected]

156


European Food Safety Authority

Élelmiszerláncbiztonságért felelős miniszter = VM miniszter Élelmiszerlánc-felügyeletért és agrárigazgatásért felelős államtitkár = Országos főállatorvos

Magyar Élelmiszerbiztonsági Hivatal

Élelmiszerlánc-felügyeletért és agrárgazdaságért felelős helyettes államtitkár = Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Elnök Élelmiszerlánc-biztonsági elnökhelyettes Központi Igazgatóságok 19 megyei Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal

Megyei Élelmiszerláncbiztonsági és Állategészségügyi Igazgatóságok

Megyei Növény- és Talajvédelmi Igazgatóságok

1. ábra. A magyar élelmiszerlánc felügyeleti szerkezete

Az MgSzH sokrétű feladatát megfelelő színvonalon csak egy jól képzett – közel 5000 fős szakembergárdával tudja ellátni. A turbulens jogi, gazdasági és szakmai környezetben a Hivatal központi és területi szerveinél dolgozó munkatársait folyamatosan képezni kell. Adott a feladat, amelyet hatékonyan, kevés ráfordítással kell megoldani.

2. A pilot története A hagyományos képzési formák (élőképzés, útmutatók, körlevelek, konferenciák stb.) mellett, azokra épülve szükség volt egy olyan távoktatási rendszer (e-Learning keretrendszer) megvalósítására, mely széleskörű, multimédiás alapokon nyugvó megoldást biztosít az MgSzH valamennyi – az ország különböző pontján dolgozó, különböző területeket ellátó - munkatársa számára. Az e-Learning bevezetésére a 2006/018-176.01.03 sz., „Az állat-egészségügyi és növény-egészségügyi határállomások szolgáltatási kapacitásának megerősítése és a megyei állategészségügyi informatikai

157


rendszer fejlesztése”, valamint a 2004/016-689.06.01-11 sz., „Az állat-egészségügy adminisztratív kapacitásának növelése” projektek keretében került sor. A publikáció további részében azt szeretnénk bemutatni, hogyan valósítottuk meg az MgSzH Távoktatási Keretrendszerén belül az e-Learning oktatást, illetve milyen tapasztalatokat nyertünk a pilot képzés során. 2.1. Az e-Learning szervezésének folyamata Az oktatások, gyakorlatok tervezése vegyes típusú, komplex képzési tervet eredményez, amelyben a teljesen elméleti, esetleg iskolarendszerű képzésektől a szimulációs gyakorlatokig minden megtalálható. MGSZH Központ Képzési igények

ÉLmunkatársak Képzési terv

Képzési igények

2.10.2 Képzés ek tervez ése

HR

Iskolarendszerű képzések szervezése

Képzési terv Tananyagok engedélyezése

ÉLszakértők

Munkatársi képességek (ÉTbI)

Kompetenciamátrix

Képzésekről döntés – elnh.

2.10.1 Munkat ársi képessé gek felméré se

Értesítés az igény elutasításáról vagy elhalasztásáról

Tananya gok 2.10.3 Nyers tananyagok feldolgozás a

Bizonyítvá nyok

2.10.4 Tanfolyamok szervezése

ÉLvezetők

2.10.5 Saját tanfolyamok szervezése 2.10.6 E-learning szervezése

Vizsgák, értékelés

HR

Nyers tananyagok

2. ábra. Az e-Learning helye a képzések rendszerében

Az e-Learning súlya azonban egyre nő ebben a rendszerben, hiszen gazdaságossága, a szakértők tudásának jobb kihasználása, a hallgatók tanulási lehetőségeinek rugalmassága jótékonyan hatnak az országban szétszórtan élő, munkaidejüket külső tényezőktől függve töltő, eltérő végzettségű (orvos, állatorvos, vegyészmérnök, biológus stb.) kollégák lelkesedésére.

158


Kurzusjelszavak

Tananyagok – XMLformátumban Vizsgák, értékelés

Jezés e-mail

HR

Rendszer gazdák

2.10.6.1 Kurzusok indítása

Tananyagok engedélyezése

2.10.6.2 Kurzusok haladásának követése

2.10.6.3Kurzusok lezárása Rendszergazdák Módosítási elképzelések

Statisztikák

Indító email

Hallgatók Hallgatók

ÉLvezetők

2.10.6.4 Elfelejtett rendszerjelszavak kérése

Rendszerjelszavak

HR

3. ábra. Az e-Learning szervezésének folyamata

Az e-Learning képzések szervezése 3 jól elkülöníthető szakaszban történt: • az indítás, • a képzés, • és a kurzusok lezárása. A képzések indítása feltételezi, hogy vannak kijelölt kurzusaink, engedélyezett tananyagok, kiválasztott hallgatók. Ezek ismeretében az informatikai háttér felállítható (adott oktatási felület kialakítható, a hallgatók hozzáférése és az adatvédelem biztosítható). Ez az informatikusok illetve a távoktatási szolgáltatók feladata. Indítás előtt szükséges még a tananyagokat összegyűjteni, azokat internetre tölthető formába hozni, engedélyeztetni, és feltölteni a távoktatási felületre. Az utolsó lépés a kurzusindító levél elküldése minden hallgatónak, vezetőiknek és a tanároknak. A képzés folyamán a legfontosabb feladat a képzés menedzserei számára a haladás személyenkénti ellenőrzése, a lemaradók értesítése, aktivizálása. Ekkor kell a vizsgákat is előkészíteni: a vezetői döntés alapján a vizsga típusának megfelelően összeállítani a vizsgadokumentumait (kérdések, tesztek stb.). A képzés során előfordulhat a tananyagok módosítása is, amennyiben a kurzusok anyaga, a tananyag felépítése, rendszere nem illeszkedik a hallgatói elvárásokhoz. Végül a kurzusok zárása a vizsgáztatással, a látogatási és vizsgabizonyítványok kiállításával, valamint a hallgatói elégedettség mérésével zárul. Ez utóbbi nagyon fontos ahhoz, hogy mind az adott kurzus fejlesztése, mind magának a képzés metódusának, a technikai feltételeknek, a kiválasztás módjának a javítása folyamatos legyen. 2.2. A hallgatók kiválasztás Hivatalunkban a munkakörök ellátásához szükséges kompetenciák meghatározása valamint a munkatársak egyéni kompetenciájának felmérése után adódnak azok a tudásrések, amelyeket a képzéssel kell megszüntetni. A stratégiai és szakmai vezetés megadja a képzési igényeket, a gazdasági vezetés

159


definiálja az éves illetve a hosszabbtávú (többnyire 5 évre szóló) pénzügyi lehetőségeket, és ezek ismeretében az igazgatók döntenek saját szakterületükön a kurzusok indításáról, illetve a képzésben résztvevők köréről. 2.3. A pilot tartalma 2009. december 27-ével megkezdődött az MGSZH szakembereinek e-Learning (távoktatásos) formában történő próbaképzése. A Távoktatási Keretrendszerben az alábbi tananyagok (kurzusok) oktatására került sor: • Élelmiszer-eredetű megbetegedések vizsgálata • Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai – kerületi szakemberek részére • Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai - megyei szakemberek részére • Monitoring-alapismeretek • Salmonella-mentesítés A képzés célja az e-Learninges felület használhatóságának, a képzési rendszerbe való illeszthetőségének tesztelése volt, ilyen módon ez egy ún. pilot képzésnek tekinthető, de ettől függetlenül maguk a tananyagok és a vizsgák már nem pilotként, hanem élesben működtek. Valamennyi kurzus tananyagának megismerésére, elsajátítására minimum két hét állt rendelkezésre. A konkrét tananyag mellett a kurzusfelületen az ismeretek bővítése érdekében elhelyeztünk egyéb kapcsolódó kiegészítő anyagokat, iratmintákat, jogszabályokat, útmutatókat, videó-anyagokat is. A vizsgakötelezettség teljesítésére a szakembereknek kurzusonként egy-egy hét állt rendelkezésükre, vizsgázni egy alkalommal lehetett. A vizsgatesztek 20-20 kérdésből álltak, kitöltésükre 45 perc állt rendelkezésre. A vizsga elfogadásához 50 %-nál jobb eredményt kellett elérni. 2.4. Az eredmények Az MGSZH e-Learning (távoktatásos) formában történő képzésében 204 szakember volt érintett. A kurzusok ideje alatt végig nyomon követtük valamennyi hallgató tevékenységét, s ha szükség volt rá, figyelmezető üzenetben hívtuk fel figyelmét az elmaradt feladataira (pl.: ideje meglátogatni a kurzust vagy hamarosan letelik a vizsga letételének ideje). A 204 kolléga közülük 200 fő valamennyi kurzusból első próbálkozásra sikeres vizsgát tett (800 eredményes vizsga). A vizsgaeredmények globális átlagai mind a négy kurzus esetében meghaladták a 80 %-ot, az eredmények a 1. táblázatban láthatók. 1. táblázat. Vizsgaeredmények globális átlaga kurzusonként

Élelmiszer eredetű megbetegedések vizsgálata Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai – kerületi szakemberek részére Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai - megyei szakemberek részére Monitoring-alapismeretek Salmonella-mentesítés

89,6% 86,54% 84,75% 91,95% 89,02%

Valamennyi kurzus esetén a teljesítésekről összefoglalót készítettünk. Jelen publikációban példaként a „Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai - megyei szakemberek részére” c. kurzus összefoglalóját mutatjuk be (1. melléklet). 2.5. Elégedettségi kérdőív és értékelése A képzésben résztvevő minden személy (tanulók, tanárok, oktatásszervezők) véleménye nagyon fontos, mert elsősorban ezek alapján tudjuk javítani a távoktatás minőségét, ennek megfelelően minden visszajelzés értékes. A tananyagok fejlesztése, jobbítása, testreszabása kollektív feladat, azaz célunk az,

160


hogy minden releváns visszajelzést beépítve a felhasználók igényeinek leginkább megfelelő, jól dokumentálható, az ismeretátadás hatékonyságát mérni tudó rendszert alakítsunk ki. A módszertani szakértők a kurzusok ideje alatt is biztatták a kollegákat, hogy észrevételeiket, megjegyzéseiket jelezzék akár a tanárok, akár a szakértők felé. Mindemellett a kurzusok lezárását követően a résztvevők számára elégedettségi kérdőívek kerültek kiküldésre, annak érdekében, hogy felmérjük az esetleges problémákat, kéréseket, és a jövőben javítsuk, illetve eleget tegyünk azoknak. Az elégedettségi kérdőív összeállításánál a Google adta lehetőségeket alkalmaztuk. Ennek előnye, hogy a Google felületén a visszaküldött kérdőívek válaszai egy Excel-táblázatban automatikusan gyűjtésre kerülnek, megkönnyítve a statisztikai feldolgozást. A 204 vizsgázó közül 62-en (30 %) töltötték ki az elégedettségi kérdőívet, nekik ezúton is köszönjük, hogy válaszaikkal segítették a munkánkat. A kérdőívek kiértékelése, illetve a hallgatók közvetlen visszajelzései alapján a módszertani szakértők/technikai support számára az alábbi következtetések vonhatók le: • A jövőben jobban fel kell hívni a figyelmet ezeknek a képzéseknek a fontosságára. Ha megfelelő a motiváció, akkor a kollegák is más szemmel néznek a tananyagra, illetve tesznek eleget vizsgakötelezettségüknek. • Legnagyobb problémát az jelentette, hogy az oktatásban való kötelező részvétel illetve a vizsgakötelezettség az év elejére esett, amikor a kollégák egyéb irányú kötelezettségeik miatt egyébként is leterheltek. • Az oktatási módszer újszerűségével nem volt különösebb probléma. A technikai háttér elégtelensége azonban esetenként gondot okozott, kerületi kollégák több esetben csak a megyénél tudták a programot használni – géphiány, internethiány miatt. Ezen kívül még a jelszavak kezelése okozott némi gondot (pl. elfelejtett jelszavak újra megkérése). • A hallgatók véleménye szerint a tananyagok tartalma, feldolgozása elfogadható, kisebb korrekciókra van csak szükség. • A vizsgák kötöttségei ellen sokan ágáltak: igényelték a több próbálkozási lehetőséget egy-egy vizsga letételekor, illetve kérték, hogy a vizsgáknak ne legyen időkorlátja. • A vizsgakérdéseket át kell dolgozni: egyértelműbbé, egyszerűbben megfogalmazottá, lényegre törőbbre kell alakítani azokat. A hallgatóknak kiküldött kérdőívet és kiértékelését a 2. és 3. mellékletek tartalmazzák. 2.6. A pilot tapasztalatai, javaslatok A kurzusok ideje alatt kapott észrevételek, megjegyzések illetve az elégedettségi kérdőív kiértékelése alapján a pilot képzés tapasztalatait, valamint a soron következő képzésekre vonatkozó javaslatainkat az alábbiakban foglaljuk össze. A résztvevőkkel mélyebben kell ismertetni a képzés célját, jobban kell indokolni a képzésben való aktív és fair részvételt. Meg lehet említeni pl. hogy a helyettesítések idején szükség lehet más ismeretekre, vagy a karrierépítéshez szükséges interdiszciplináris ismeretek gyűjtését, illetve a szakmai beszűkülés elkerülését. A kurzusindító levélbe és a kurzusokat lezáró értékelő anyagba is bele kell foglalni, hogy a résztvevők véleménye nagyon fontos, mert elsősorban ezek alapján tudjuk javítani a szolgáltatás minőségét, valamint azt, hogy a vertikális információáramlás jogos igényét szeretnénk kielégíteni. A tananyagok fejlesztése kollektív feladat kell, hogy legyen! A hallgatók számítógépes ismereteit növelni kell. Hosszabb távon célszerű előírni az ECDL (vagy ezzel egyenértékű más) vizsgakötelezettséget. Rövidtávon javasolható egy e-Learninges számítógépismereti tanfolyam elvégzése minden leendő hallgató részére.

161


A kollégák időzavarán segíthet egy tervezett, előre bejelentett, ismertetett képzési terv. Ez jelentheti: • egy 5 éves képzési stratégia ismertetését és vitáját a vezetők számára, • az éves, részletes, gördülő képzési terv (mindig legalább félévvel az esedékes képzés előtt már ismert legyen a kurzus időzítése és az érdekeltek köre) megismertetését a kollégákkal, • előre, a vezetőkkel egyeztetve kell kiválasztani az év folyamán esedékes képzések időszakait. A vezetőknek igyekeznie kell szinkronba hozni a terheléseket az ismert képzésekkel. Amennyiben ez kivételesen nem sikerül, a képzést elrendelő felső vezetővel egyeztetve kapjanak felmentést vagy halasztási lehetőséget az érintett kollégák. Ugyanígy a tanároknak, szakértőknek is elegendő időt kell hagyni a tananyagok összeállítására (pl. az éves képzési tervben ismertetetteket ők még korábban ismerjék meg). Célszerű lenne a résztvevőket (tanárok és hallgatók egyaránt) érdekeltté tenni a kurzusok elvégzésében, így lehetőségként felmerült pl.: • a tanároknak legyen kitűzve célprémium vagy szerzői jogdíj, • a hallgatók oklevelet kapnak, ami bekerül a személyi anyagukba, de ezt vegyék figyelembe jutalmazásnál, sőt akár azt is, milyen eredménnyel teljesítették az egyes kurzusokat, • az okleveleket ünnepélyes keretek között adja át egy vezető. A tananyagokat érdekesebben, tagoltabban, logikusabban kell felépíteni. Több képet, filmet, interaktív tanulási módszert kellene alkalmazni. Ki kell dolgozni azokat a belépési teszteket (kompetencia-felmérőket), melyekkel egy-egy kurzus indításakor a belépéshez szükséges ismeretszinteket felmérjük. Ez – vagy egy hasonló mód - alkalmas lehet azok kiszűrésére is, akiknek az adott tananyag nem mondana újat, ezért számukra a kurzus elvégzését illetve a vizsgát mellőzni lehetne. A vizsgatesztek kérdéseit próbáknak kell az éles használat előtt alávetni. A nagyobb anyagokhoz generált teszteknél célszerű lenne a kérdéseket csoportokba foglalni, és az egyes csoportokból választani azokat, ezzel biztosítva, hogy a tananyag minden egységét szerepeltessük a véletlenül kiválasztott kérdésekből álló vizsgatesztben. Az egyes pozíciókba kerülő új emberek képzése érdekében javasoljuk az évente történő felülvizsgálat után az egyes kurzusokat évente egyszer újraindítani. A változást pl. a humánpolitika minden évben megadhatná, vagy az e-Learning adatait a vezetőkkel évente leellenőriztetve az elnökhelyettesek vagy igazgatók adnák meg az ismételt képzésre szorulók körét.

3. Következtetés Az élelmiszerlánc-felügyelet megfelelő színvonalú ellátásához elengedhetetlen a szükséges ismeretek minél szélesebb körben történő terjesztése, így az ismeretátadás hagyományos formái (élőképzés, útmutatók, körlevelek, stb.) mellett kiemelt szerep jut az információkat személyre szabottan, mindenkihez eljuttatni képes távoktatási rendszernek. Az MGSZH szakembereinek e-Learning formában való oktatása a pilot képzés alapján sikeresnek tekinthető. A kollegák új ismeretekre tettek szert, illetve felfrissíthették a már meglévő tudásukat. Bár munkatársaink a kötöttségeket nem szeretik, pozitívan viszonyulnak a Távoktatási Keretrendszerben megvalósuló képzésekhez, és igyekeznek annak előnyeit kihasználni.

162


Hivatkozások Forgó S. 2009. Az új média és az elektronikus tanulás. In: Új Pedagógiai Szemle. 8–9: 91-96. Hutter O., Magyar G., Mlinarics J. 2005. E-LEARNING 2005 (eLearning kézikönyv). Budapest, Műszaki könyvkiadó. Kárpáti A., Molnár Gy., Tóth P., Főző A. L. 2008. A 21. század iskolája. Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó Zrt. Internetes hivatkozás Kulcsár Zs. 2008. Az integrált e-Learning felé URL: http://mek.oszk.hu/06600/06695/06695.pdf http://www.mgszh.gov.hu http://moodle.org

163


1. melléklet. Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai - megyei szakemberek részére c. kurzus teljesítésének összefoglalója A kurzus 2010. február 1-től látható a http://edu.mgszh.gov.hu/moodle/ portálon. Tevékenységi jelentés (=> a kurzus anyagait, pl. tananyag, letölthető dokumentumok, stb. hányszor nézték meg a hallgatók) Tevékenység KET tananyag A KET-ben használatos fogalmak 2009. szeptember 30-ig hatályos Ket. 2009. október 1-től hatályos Ket. Áttétel Határozat Határidő meghosszabbítása Hiánypótlásra felhívás Illetékfizetésre felhívás Eljárások egyesítése hivatalból Kerületi hivatal kizárása Jegyzőkönyv Jogtár

Nézet 6694 161 18 36 67 50 33 42 40 32 47 49 1062

Fontos tapasztalat, hogy a tananyagok mellett feltöltött kapcsolódó anyagokat kevesen tekintették meg, pedig azok a mindennapi munka során hasznosítható ismereteket hordoznak. Minden hallgatói tevékenység (nézetek és üzenetek)

164


Vizsga Vizsgázni 2010. február 10. és 17. között lehetett 50% feletti teljesítés esetén: megfelelt Levizsgázott: 127 fő, ebből 5 fő „önszorgalomból” foglalkozott a tananyaggal, illetve vizsgázott le, 11 kolléga pedig minkét Ket-es anyagból vizsgát tett 1 fő nem vizsgázott, ő tartósan beteg, ő a többi kurzust sem tudta teljesíteni 1 hallgatónak nem sikerült a vizsgája Legrosszabb eredmény: 48,33% Legjobb eredmény: 100% Globális átlag: 84,75% Vizsgázásra rendelkezésre álló idő 45 perc volt. Vizsgázásra szánt legkevesebb idő: 3 perc 44 másodperc!!! Vizsgázásra szánt legtöbb idő: 45 perc Vizsgázásra szánt idő 3-5 perc 5-10 perc 10-15 perc 15-20 perc 20-25 perc 25-30 perc 30-35 perc 35-40 perc 40-45 perc

Ebben az időintervallumban levizsgázottak száma 4 fő 17 fő 11 fő 25 fő 23 fő 16 fő 9 fő 7 fő 12 fő

Vizsgaeredmények (elért százalék - hallgatók száma)

165


2. melléklet. Elégedettségi kérdőív Elégedettségi kérdőív a jelen kurzussal kapcsolatban Tisztelt Kolléga! Szeretnénk a távoktatásunkat, az elektronikus oktatást minél jobban csinálni. Ezért kérjük, az alábbi néhány kérdésre adott válaszával segítsen minket ebben. Kérjük, válassza ki a megfelelő értékeléseket, illetve írja meg a véleményét! Köszönjük: a szerkesztő tanárok 1. kérdés Összességében hogyan értékeli ezt a kurzust? (Válasszon a radargombbal!) kiváló jó közepes elfogad ható rossz 2. kérdés Melyik szolgáltatásokkal volt elégedetlen? (Több lehetséges választ jelölhet meg a választógombokkal.) A kurzus szakmai tartalmával vagyok elégedetlen. Technikai problémáim voltak. A tanárokkal, a segítőkkel vagyok elégedetlen. Nem értem, miért kell vizsgázni ebből az anyagból. Nem értem, miért kell nekem ezt a kurzust elvégeznem. Egyéb: (max. 200 karakter)!

166


2/a. kérdés Ha a kurzus szakmai tartalmával elégedetlen, akkor konkrétan mi zavarta: (Több lehetséges választ jelölhet meg a választógombokkal.) Nem volt benne semmi számomra új ismeret. A munkámhoz semmiképpen nem kötődő ismereteket kaptam. A tananyagban tárgyi tévedések vannak. A tananyag logikátlan felépítésű. Unalmas a kurzus. Kevés benne a gyakorlati alkalmazás során hasznos ismeret. Egyéb: (max. 200 karakter)!

2/b. kérdés Ha technikai problémái voltak, akkor konkrétan mi zavarta: (Több lehetséges

választ jelölhet meg a választógombokkal.)

Gondjaim voltak a honlap elérésével. A kezelői felület használata nehézkes. A tananyag elérése, a tananyagban való navigálás nehézkes. Nincs saját Lotus Notes-om, így nehéz volt vizsgázni.

167


Kevés volt az időm a kurzus elvégzésére. A konkrét problémáim felsorolása: (max. 200 karakter)!

2/c. kérdés A tanárokkal, technikai segítséggel volt elégedetlen, akkor konkrétan: (Több lehetséges választ jelölhet meg a választógombokkal) A tanárok, a technikai segítség nehezen volt elérhetőek. Lassú volt a technikai problémák kiküszöbölése. A tanárok nem adtak kielégítő és érthető válaszokat. Egyéb: (max. 200 karakter)!

2/d. kérdés A vizsgával kapcsolatos gondok: (A választógombokkal több lehetséges választ jelölhet meg.)

A vizsga nehéz volt. A kérdések túlságosan a részletekbe menőek voltak. A vizsga csak az elméleti tudást mérte. A kérdések nem voltak egyértelműek. Legyen időkorlátja a vizsgának! Ne legyen korlátlan számú vizsgakísérlet!

168


Egyéb: (max. 200 karakter)!

5. kérdés Kérjük, itt írja le a javaslatait, elképzeléseit a későbbi e-learninges képzésekkel kapcsolatban.

Köszönjük, hogy kitöltötte a kérdőívet!

169


3. melléklet. Elégedettségi kérdőív kiértékelése A kurzusok összesített értékelése, ötfokozatú skálán történt besorolással Élelmiszereredetű megbetegedések

értékelés

KET

Monitoring elméleti alapjai

Salmonellamentesítés

kiváló

15

6

7

14

jó

36

34

28

35

közepes

10

19

16

12

elmegy

1

2

9

1

rossz

0

1

2

0

átlag

4,0

3,7

3,5

4,0

Általános problémák Általános problémák

fő

A kurzusok szakmai tartalmával vagyok elégedetlen.

23

Technikai problémáim voltak.

38

Nem értem, miért kell vizsgázni ezekből az anyagokból.

13

Nem értem, miért kell nekem ezeket a kurzusokat elvégeznem.

6

A tanárokkal, a segítőkkel vagyok elégedetlen.

1

A problémák száma kurzusonként Élelmiszereredetű megbetegedések

értékelés

KET

Monitoring elméleti alapjai

Salmonellamentesítés

Nem volt semmi szakmai plusz benne.

7

4

3

6

A munkámhoz nem köthető ismereteket kaptam.

3

8

10

5

A tananyagban vannak.

5

0

0

1

A tananyag logikátlan felépítésű.

0

2

2

0

Unalmas a kurzus.

0

3

7

0

1

8

18

2

tárgyi

Kevés benne a használható ismeret.

tévedések

gyakorlatban

Az Élelmiszer-eredetű megbetegedések vizsgálata kurzussal a következő problémák voltak:

170


Összesen a 62 kérdőívben 16 problémabejelölés érkezett. Elsősorban a plusztudást hiányolták, továbbá tárgyi tévedéseket reklamáltak. A Közigazgatási Eljárás és Szolgáltatás Általános Szabályai kurzussal a következő problémák voltak: Összesen a 62 kérdőívben 25 problémabejelölés érkezett. Elsősorban a munkájukhoz nem kötődő anyagot reklamálták, továbbá kevesellték a gyakorlatban jól használható ismereteket. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához: „A Ket.-novella eleve egy szakmai tévedés. Nehezek voltak a kérdések.” „Az ellenőrző és vizsgakérdések között (nehézségi fok) nagy különbségek voltak.” A Monitoring elméleti alapjai kurzussal a következő problémák voltak: Összesen a 62 kérdőívben 40 problémabejelölés érkezett. Elsősorban a gyakorlatiasságot hiányolták, ami a kurzus elméleti, bevezető jellege miatt érthető, továbbá a munkájukhoz nem kötődő ismereteket kaptak. De a tananyag feldolgozói is kaptak kritikát, mivel többen unalmasnak ítélték a kurzust. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához: „Kevés benne a gyakorlatban használható ismeret, 2008-ban ugyanezen témakörből szintén e-learning képzésben vizsgán vettünk részt. Annak a kurzusnak a tananyaga valóban tartalmazott a munkánk során hasznos tudnivalókat, jelen anyag nem új és nem alkalmazható.” „…a témából nehéz lett volna többet kihozni…” „…Zavaros volt az egész…” A Salmonella-mentesítés kurzussal a következő problémák voltak: Összesen a 62 kérdőívben 14 problémabejelölés érkezett. Elsősorban a plusztudást hiányolták, továbbá 5en a munkájukhoz nem köthetőnek ítélték a kurzust. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához: „Túl hosszú, sok a szükségtelen információ” Ha technikai problémái voltak, akkor konkrétan mi zavarta Technikai probléma

db

Nincs saját e-mailje, hálózaton működő számítógépe.

2

Gondok voltak az e-learning-honlap elérésével

17

A kezelői felület nehézkes.

13

A tananyagokban való navigálás bonyolult.

6

Kevés az idő a tananyag elsajátítására.

9

Látható, hogy 15 %-nak volt technikai gondja. Ebből domináns a honlap elérési probléma, valamint a kezelői felület nehézkessége. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához:

171


„…elsősorban hardveres hibák..” „..Internet sokszor nincs...” „…a jelszó használata nehézkes…” „…a vizsga idejét mutató óra zavarja a kérdések olvasását…” Ha a tanárokkal, technikai segítséggel volt elégedetlen, akkor konkrétan Probléma a tanárokkal, technikai személyzettel

db

A tanárok nehezen voltak elérhetők

2

A technikai segítség nehezen volt elérhető.

2

A segítség túl lassan érkezett

1

A válaszok nem voltak kielégítőek

0

Gyakorlatilag nem volt probléma, a hallgatóknak mindössze 2 %-a panaszkodott. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához: „…a tanárokat még most se tudom, hogy hol érem el. Talán célszerű lenne erre egy gyorsgombot betenni. (Vagy volt is, csak nem találtam?)…” A vizsgákkal kapcsolatos gondok Vizsgákkal kapcsolatos probléma

db

Legyen több próbálkozásra lehetőség egy-egy vizsga letételekor!

21

Ne legyen időkorlátja a vizsgáknak!

2

Összesen 23 válasz (18 %) érkezett a megadott problémákra, domináns (34 %) annak az igénye, hogy többször lehessen nekifutni a vizsgának. További – szabadon kitöltött – megjegyzéseket kaptunk e témához: „…sikeres vizsga után jót tenne az önérzetemnek, ha lehetne javítóvizsgát tenni, még ha csak "megfelelt", "nem felelt meg" is van, akkor is szívesen javítanék a pl. 78%-ról…” „…jó lenne látni hogy mit hibáztunk el a vizsgakérdésekben…” „…a kérdés feltevések módja kizárólag az ismeretanyag világos és egyértelmű kontrolálását kéne szolgálja, a trükkös többszörös tagadásos kitekert kérdésfeltevésnek ebben a körben semmi értelme…” „…a "rossz" válaszok kiválasztása nem segíti a gyakorlati alkalmazást…”

172


A konkrét tantárgyi vizsgákkal kapcsolatos problémák Élelmiszereredetű megbetegedések

értékelés Nehéz volt a vizsga

Monitoring KET elméleti alapjai

Salmone llamentesítés

1

12

1

3

4

14

9

4

Csak elméleti kérdések voltak.

1

14

8

1

A kérdések nem voltak egyértelműen megfogalmazva.

14

13

8

17

Összesen:

20

53

26

25

Túlságosan részletekbe voltak a kérdések

menőek

Az Élelmiszer-eredetű megbetegedések vizsgálata és a Salmonella-mentesítés vizsgáknál egyértelműen a kérdések nem egyértelmű voltát említik a vizsgázók, míg a KET-nél az értékelő teszt minden kérdésére közel azonos számú válasz érkezett. A Monitoring elméleti alapjai tárgyból a vizsgázók nem tartották nehéznek a vizsgát, ám a többi kérdésben elmarasztalták a vizsgakérdések készítőit.

173


Klímaváltozás hatásai fenológiai folyamatokra Dede Lilla1

Összefoglaló. A klímaváltozás hatással van a fenofázisok időpontjára is. Modellek és adatok elemzésének segítségével be is mutatható, hogy a klíma változik és vele együtt a növények fejlődése is. A melegedő hőmérséklet hatására az évről évre megjelenő fenofázisok előbbre tolódhatnak, viszont nem csak a hőmérséklet lehet hatással a fázis megjelenésének időpontjára, hanem más meteorológiai tényezők is. Célom az volt, hogy a stratégiai modellezés során bemutassam a klímaváltozás elméleti következményeit 140 éves hőmérsékleti adatsor segítségével. Az ELTE Botanikus Kertjének Geofiton Fenológiai Adatbázisa alapján pedig azt szeretném megmutatni, hogy a 24 meteorológiai tényező közül melyek vannak hatással a vizsgált növények fenofázisainak (az első bimbó megjelenése, a virágzás kezdete és a virágzás vége) időpontjára, valamint a regressziós modellekkel pedig azt akartam megmutatni, hogy milyen módon jellemezhető a meteorológiai tényezők és a fenofázisok bekövetkezése közötti kapcsolat. Végül arra jutottam, hogy a hőmérséklet emelkedése különféleképpen befolyásolja az elméleti ökoszisztéma fajainak egy kiválasztott fázisának időpontját. A hagymásgumós növényekre pedig leginkább a hőmérséklet napi ingadozása valamint a fagyos napok száma van erős hatással. Kulcsszavak: klímaváltozás, fenológia, geophyton növények.

1. Bevezetés A klímaváltozás korunk egyik legfontosabb és legnagyobb hatású ökológiai problémája. Fontosságát és hatását az adja, hogy a globális társadalom egészének létfeltételeit érinti. A klímaváltozással kapcsolatos kihívások és az ehhez kapcsolódó feladataink a társadalom és a gazdaság szinte minden szegmensét alapvetően meghatározzák. A klímapolitika magában foglalja többek között a mezőgazdaság és élelmiszertermelés, a tájhasználat, az energetika, az ipar és közlekedés, a környezet- és természetvédelem, a közegészségügy számos kérdését, de szociológiai, oktatási, kommunikációs, sőt biztonságpolitikai és külpolitikai vonatkozásai is vannak. A klíma változékonysága, tehát a hosszabb időintervallumokban megnyilvánuló klímastabilitás hiánya (és annak mértéke) meghatározó jelentőségű valamennyi földi ökoszisztéma állapota és állapotváltozásai szempontjából. A klíma változékonyságának mértéke (klímaparaméterek alakulásának együttes variabilitása) önmagában is jelentős heterogenitást mutat úgy térben (regionálisan), mint időben (vizsgálati időablakok szerint). Az ökoszisztémák, mint szabályozási folyamatokra képes rendszerek, ráadásul nem egyszerűen passzív „elszenvedői" a hatásoknak, hanem azokra különböző mértékű és jellegű alkalmazkodással, visszacsatolással reagálnak. A klímaváltozás hatással van a különféle fenológiai folyamatok időpontjára is. A TEGM (Theoretical Ecosystem Growth Model) modell segítségével tudom szemléltetni, hogy a modellben szereplő elméleti ökoszisztéma fajainak egy kiválasztott, számszerűsített fenofázisának időpontja hogyan változik a hőmérséklet emelkedés hatására. Az ELTE Botanikus Kertjének Geofiton Adatbázisa a főként hagymás gumós növények tavaszi fenofázisainak megjelenésének időpontját tartalmazza, aminek összegyűjtése Dr. Priszter Szaniszlónak köszönhető. Az adatbázis egy részének digitalizálása után meterológiai paraméterekkel való összefüggéseit vizsgáltam meg. Célkitűzéseim a következők:  A stratégiai modellezés során kívánom bemutatni a klímaváltozás elméleti következményeit.

1

Dede Lilla Budapesti Corvinus Egyetem, 1118 Budapest, Villányi út 29‐43. [email protected]

174


 

A geofiton adatbázis alapján szeretném megmutatni, hogy milyen meteorológiai tényezők vannak hatással a vizsgált növények fenofázisának időpontjára. A regressziós modellekkel pedig azt akartam megvizsgálni, hogy milyen módon jellemezhető a meteorológiai tényezők és a fenofázisok bekövetkezése közötti kapcsolat.

2. Anyag és módszer Első esetben TEGM növekedési modell (Hufnagel és mtsai, 2008.) segítségével és egy 140 éves adatsorral végeztem vizsgálatokat. A stratégiai modell egy elméleti ökoszisztémát tartalmaz, amelyben 33 faj található. Ezek közül a fajok közül 2 szupergeneralista, 5 generalista, 9 közepes generalista és 17 specialista. A fajok abban térnek el egymástól, hogy mekkora a szaporodási rátájuk hőmérsékleti reakciógörbéjének optimuma és a tolerancia tartomány szélessége. A fajok hőmérsékleti érzékenységüknek megfelelően szűkebb (specialista) vagy szélesebb (generalista) intervallumban képesek a fajfenntartásra. A fajok hőmérsékleti optimum görbéjének leírására a Gauss- eloszlást használjuk úgy, hogy a hőmérsékleti optimum a várható érték. A szórás értékét úgy állítjuk be, hogy az egyes fajok közötti niche átfedés megfeleljen a Pianka, (1974) által tanulmányozott niche átfedési értékekkel, ahol a teljes niche átfedés átlaga csökkent a fajok számának a növekedésével. Nevük egy nagybetűből áll (kivéve a szupergeneralistákat, amiket csak egy szám jelöl), ami azt mutatja meg, hogy melyik fajtacsoportba tartozik, és egy számból, ami minél nagyobb annál magasabb hőmérsékleti tartományban van a növekedési optimuma. Az adatsor 1961-től 2100-ig tartalmazott historikus és jövendölt napi hőmérsékleti adatokat ˚C-ban. 1961-2000-ig az adatsor historikus adatokat tartalmaz. Az 1970-től 2100-ig terjedő időszakra Hadley Centre A2 szcenárió szerinti output adatokat, a két időszak között pedig klímagenerátorral interpolált adatokat tartalmaz. A modellhez használt adatsorban az évi átlaghőmérséklet növekedését mutatja az 1. ábra. A trendvonal segítségével látható, hogy átlagosan körülbelül 9 °C-kal nő a hőmérséklet. Ezeket az adatokat átszámoltam Kelvinbe és így használtam fel a Növekedési modellben. A kapott értékek pedig egyes fajok esetén azt mutatták meg, hogy az adott hőmérsékleti értékeknél milyen sebességgel fejlődik a növény. Ez egy hőösszegben mért idő.

1. ábra Az évi átlaghőmérséklet alakulása 1961-től 2100-ig

A vonaldiagramokat MS Excel program segítségével végeztem. Az ELTE Botanikus Kertjének Geofiton Fenológiai Adatbázisát felhasználva végeztem adatelemzéseket. 40 évre visszamenőleg tartalmaz fenológiai adatokat több száz főként hagymás és gumós növényről. Nekem az 1979-85 és 1991-1997-es intervallumban elhelyezkedő éveket sikerült

175


feldolgoznom. Az adatbázis tartalmazta a növények első bimbójának megjelenésének időpontját, valamint a virágzás elejét és a virág elszáradásának az idejét. Azt vizsgáltam meg, hogy mely meteorológiai tényezők vannak hatással ezeknek a fenofázisok megjelenésének idejére. A fenológiai paraméterek alakulásának időjárással való kapcsolatát vizsgálva kétféle megközelítést alkalmaztunk: Első megközelítésként külön-külön vizsgáltam az egyes fenológiai indikátorok és az időjárási paraméterek korrelációs kapcsolatát. Ebből a célból egy 24 elemű meteorológiai paraméter vektort készítettünk az adott növény aktuális évi, vizsgált fenológiai állapotváltozását megadó, a megelőző év augusztus 28-tól (szökőévben augusztus 27-től) az aktuális fenológiai változásig terjedő időszakáról. Annak érdekében, hogy a klímaváltozás számára is hasznosítható legyen a kutatómunka eredménye, a Szász Gábor-féle algoritmus alapján (Szász Gábor, 1968) meghatároztuk a napi globális sugárzási értéket is. Ez az eljárás a napi napfényes órák számából számítja ki a napi globális sugárzási értéket (W/m2). A következő származtatott meteorológiai paramétereket számítottuk ki:                        

1. napi globális sugárzások átlaga, 2. napi átlaghőmérsékletek átlaga, 3. napi maximális hőmérsékletek átlaga, 4. napi minimális hőmérsékletek átlaga, 5. csapadék összeg, 6. napfényes órák összege, 7. napfényes órák napi átlaga, 8. csapadékos napok száma, 9. valódi csapadékos napok száma (csapadéknyom nem számít bele), 10. 10 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 11. 9 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 12. 8 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 13. 7 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 14. 6 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 15. 5 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 16. 4 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 17. 3 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 18. 2 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 19. 1 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 20. 0 °C foknál magasabb átlaghőmérsékletek összege, 21. napi ingadozások (maximum-minimum) átlaga, 22. a csapadék relatív szórása a csapadékos napokra, 23. a fagyos napok száma, 24. a nem negatív napi átlaghőmérsékletek összege az utolsó fagyos nap utáni naptól a fenofázis megjelenésének napjáig.

Az így megkapott meteorológiai indikátorok felhasználásával korrelációs vizsgálatokat végeztem a geofiton fenológiai adatbázisunkban található fenofázis bekövetkezésekre a különböző vizsgálati években. Munkámhoz a PAST statisztikai programcsomag (Hammer et al 2001) lehetőségeit is felhasználtam (Dede et al. 2009). Második megközelítésben először a Past nevű statisztikai program segítségével megnéztem, hogy az évek során a napsorszámok változása mely tényezőkkel kapok erősebb korrelációt. Miután ezeket feljegyeztem, majd az Excel programban egy modellt írtam fel 2-3 optimális paraméterek additív hatására,

176


az MS Excel Solver programjának segítségével optimalizáltam, majd az így kapott értékeket visszamásoltam a Past-ba és megnéztem, hogy a napsorszámokkal milyen erős lineáris kapcsolatot kapok. Addig változtattam meg a tényezők kombinációját egy fázis esetében, míg a legmagasabb R értéket nem kaptam, tehát amíg meg nem találtam a legnagyobb magyarázó erejű modelleket az egyes fenológiai indikátorokra. Az ábrákon az x tengelyen a fázisok napsorszámát tartalmazza, míg az y tengely a meterológiai paraméterekkel kapott értékeket.

3. Eredmények és megvitatásuk 3.1. Stratégiai vizsgálatok során kapott eredmények A modellezés során kapott eredményeim közül, melyeket a diploma munkám tartalmaz, csak néhány diagramot szeretnék itt bemutatni. Mind a 140 évben megfigyeltem, mikor hozza a fenofázist, így négy különféle diagram típust kaptam:

2. ábra A 0-s szupergeneralista faj fenofázisának alakulása az évek száma és az 50-es fenofázishoz szükséges napok száma alapján

A 0 szupergeneralista faj (2. ábra) fenofázisa a vizsgált 140 év során átlagosan korábbra tolódik, rendszeresebbé válik, nem lesz két év között jelentős különbség a napok számát illetően. Ugyan ez elmondható a másik szupergeneralista és a generalista fajokra is.

177


3. ábra A K4-es közepes faj fenofázisának alakulása az évek száma és az 50-es fenofázishoz szükséges napok száma alapján

A 3. ábrán egy közepes fajt láthatunk, aminél egyértelműen látható a napok számának csökkenése, csak néhány alkalommal voltak kiugró értékek.

4. ábra Az S3-es specialista faj fenofázisának alakulása az évek száma és az 50-es fenofázishoz szükséges napok száma alapján

A 4. ábra egy hideg kedvelő specialista fajt mutat be. A diagramon látható, hogy míg kezdetben viszonylag rendszeresen hozza a fázist, addig a későbbiekben már nem lesz képes elérni a vizsgált fejlődési állapotot.

5. ábra Az S14-es specialista faj fenofázisának alakulása az évek száma és az 50-es fenofázishoz szükséges napok száma alapján

Az 5. ábrán egy melegkedvelő specialista fajt láthatunk. A vizsgált időszak második felében rendszertelenebbé válik a fázis elérése, hol nagyon korán, hol nagyon későn éri el a fejlődési állapotot. Eközben a trendvonal egyenes. 3.2. A geophyton adatbázis feldolgozása alatt kapott elsődleges eredmények 88 növényfaj meteorológia paramétereit számítottuk, melyek a következő kapcsolati képet mutatják, amelyet az 1. táblázat mutat be.

178


A táblázatban a sorok a számított meteorológia jellemzőket képviselik, az oszlopok közül az első hat a három fenológiai változást (első bimbó megjelenése, virágzás kezdete, virágzás vége) két-két oszloppal, melyek közül az első a 95 %-os szinten való elfogadást, a második pedig a 90 %-os szinten való elfogadást jelneti. Megpróbáltunk egyfajta mérőszámot konstruálni oly módon, hogy a teljes elfogadást jelentő baloldali értékeket kettő, az elfogadás közelébe jutást jelentő jobboldali szereplést egy ponttal értékeltük, és ezek összegét az értékelt növényfajok (bal felső szám) hatszorosával osztottuk, hiszen egy növényfaj három fenológiai változás szerint kaphat pontszámot. Az egyes általunk vizsgált meteorológiai paraméterek fenológiában betöltött szerepét, annak erősségét a G-index fejezi ki. A táblázatban a legnagyobb elfogadási értékeket a 21-es sorszámú napi hőmérsékletingadozás, a 23-as sorszámú fagyos napok száma és a 4-es sorszámú napi minimum hőmérsékletek átlaga mutatnak. 1. táblázat Fenológiai változások és meteorológiai paraméterek korrelációs kapcsolatát összegző eredménytáblázat, melyben az első oszlop a paramétereket, az utolsó oszlop pedig a korreláció erősségét mutatja, a közbülső három oszlop pedig a három vizsgált fenofázist jelöli 88

F105

F110

F205

F210

F305

F310

met01 met02 met03 met04 met05 met06 met07 met08 met09 met10 met11 met12 met13 met14 met15 met16 met17 met18 met19 met20 met21 met22 met23 met24

21 35 36 32 3 30 4 27 10 9 16 19 20 21 21 23 23 23 23 24 80 2 58 12

4 12 10 12 2 7 3 10 7 11 5 5 6 5 6 3 3 2 2 2 3 7 8 9

27 26 24 28 2 19 2 5 19 5 5 6 7 8 8 8 9 9 9 7 66 2 50 13

6 11 9 19 4 14 1 7 10 2 2 3 3 1 1 2 1 1

18 13 11 13 3 15 3 3 23 9 12 12 13 12 11 11 11 10 9 9 64 3 20 11

6 9 3 13 2 8 3 4 14 4 1 3 5 3 3 3 4 5 5 5 7 2 15 6

2 6 6 9 4

Gindex 0,2803 0,3409 0,3106 0,3598 0,0455 0,2973 0,0473 0,1723 0,2557 0,1193 0,1402 0,1610 0,1780 0,1723 0,1705 0,1742 0,1780 0,1742 0,1686 0,1686 0,8258 0,0549 0,5455 0,1723

3.3. Regressziós modellek eredménye A geofita növények, a Paeonia fajok és a 24 féle meteorológiai paraméter lineáris regresszióval való vizsgálata során kapott néhány eredményt mutatnék be: Leocojum vernum A Leocojum vernum (6. ábra) első bimbójának megjelenését a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a fagyos napok száma és a napi minimális hőmérséklet átlagának (21, 23, 4) kombinációja befolyásolja R=0,84 értékkel. A virágzás kezdetében a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a fagyos napok száma és a napi minimális hőmérsékletek átlagának (21, 23, 4) kombinációja van hatással R=0,887 értékkel. A

179


virágzás befejezésében a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a fagyos napok száma és a napfényes órák összegének (21, 23, 6) a kombinációja vesz részt R=0,87 értékben. A Solver program segítségével kapott modellek:  Első bimbó megjelenése: (met23)*0,26+(met21)*16,03+(met4)*0,674  Virágzás kezdete: (met23)*0,286+(met21)*16,31+(met4)*1,348  Virágzás vége: (met23)*0,17+(met21)*11,3+(met6)*0,0546

6. ábra Meteorológiai paraméterekből számolt lineáris kombináció és az általuk modellezett fenológiai fázis bekövetkezési ideje közötti kapcsolatok a Leocojum vernum esetében

Erythronium dens-canis

7. ábra Meteorológiai paraméterekből számolt lineáris kombináció és az általuk modellezett fenológiai fázis bekövetkezési ideje közötti kapcsolatok az Erythronium dens-canis esetében

Az Erythronium dens-canis (7. ábra) első bimbójának megjelenését a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a fagyos napok száma és a napi minimum hőmérséklet átlagának kombinációja befolyásolja (23, 21 és 4) R=0,84 értékkel. A virágzás kezdetében a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a fagyos napok száma és a napi minimum hőmérséklet átlagának (21,23 és 4) a kombinációja van hatással R=0,91

180


értékkel. A virágzás befejezésében a napi hőmérséklet ingadozások átlaga, a 10 °C feletti hőmérséklet átlaga és napfényes órák összegének (21, 10 és 6) a kombinációja vesz részt R=0,867 értékben. A Solver program segítségével kapott modellek:  Első bimbó megjelenése: (met4)*2,38+(met21)*7,9+(met23)*0,425  Virágzás kezdete: (met4)*1,335+(met21)*10,43+(met23)*0,4  Virágzás vége: (met6)*0,017+(met21)*13,15+(met10)*0,045 Chionodoxa sardensis

8. ábra Meteorológiai paraméterekből számolt lineáris kombináció és az általuk modellezett fenológiai fázis bekövetkezési ideje közötti kapcsolatok a Chionodoxa sardensis esetében

A Chionodoxa sardensis (8. ábra) első bimbójának megjelenését a napi minimális hőmérséklet átlaga (4) befolyásolja R=-0,86 értékkel. A virágzás kezdetében a fagyos napok száma (23) van hatással R=0,89 értékkel. A virágzás befejezésében a napi hőmérsékletek ingadozásának átlaga, a valódi csapadékos napok száma és a fagyos napok számának (21, 9, 23) kombinációja vesz részt R=0,896 értékben. A Solver program segítségével kapott modellek:  Első bimbó megjelenése: (met4)*22,14  Virágzás kezdete: (met23)*1,223  Virágzás vége: (met21)*20,938+(met9)*0,24+(met23)*0,0786

4. Következtetés A modell segítségével lehetségessé válik feltérképezni, hogy adott földrajzi környezetben az élőlényközösségek egyes összetevői milyen irányú változásokkal reagálhatnak a várható felmelegedésre. A Stratégiai modell elméleti ökoszisztéma fajainak viselkedését tanulmányozva arra jutottam, hogy a globális felmelegedés hatását a fenofázisok idejére nem minden esetben lehet lineáris függvénnyel bemutatni. Van, hogy úgy hat a fajokra a hőmérséklet változása, hogy az évek közötti különbség az időpontok között megnő, vagy épp lecsökken. Vagy épp abban nyilvánul meg, hogy egyre több alkalommal képtelen elérni a vizsgált fejlődési szintet. A fenofázisok időjárási korrelációját vizsgálva érdekes eredményként állapíthatjuk meg, hogy az általunk vizsgált hagymás növények esetén nem az egyébként általánosan használt hőösszeg-típusú megközelítések, hanem néhány kifejezetten változékonyságra vagy hidegre vonatkozó mutató (napi hőmérsékletingadozás, a fagyos napok száma és a napi minimális hőmérsékletek átlaga) tűnik jelentősnek. Ezek az eredmények rámutatnak az alkalmazott módszer hasznosságára, de ezen túl arra is, hogy a különböző növények különböző fenofázisaira más-más tényezők gyakorolnak jelentős hatást.

181


A meteorológiai paraméterek pedig nem csak külön-külön lehetnek hatással a fenofázisok időpontjára, ugyanis magasabb értékeket kapunk, ha több tényező hatását összeadjuk. Eredményeink alátámasztják azt az álláspontot, miszerint az időjárással összefüggő ökológiai kutatások így különösen a klímaváltozási vizsgálatok során különös figyelmet kell fordítani a szezonális dinamikai és azon belül a fenológiai jelenségeknek (Schwartz 2003, Hufnagel és Gaál 2005, Sipkay et al 2007, Drégely-Kiss et al 2008), mert azok kiváló indikátorai lehetnek a változásoknak és a változékonyságnak is. Vizsgálataink rámutatnak az integrált adatbázisok fejlesztésének fontosságára is, amelynek különösen a klímaváltozási projektek kapcsán van kiemelkedő jelentősége (Szenteleki et al 2007).

Köszönetnyilvánítás Szeretném megköszönni a sok segítséget és odafigyelést a munkámmal kapcsolatban konzulensemnek Dr. Hufnagel Leventének, a témavezetőmnek Dr. Ferenczy Antalnak valamint a Matematika és Informatika Tanszék munkatársainak. Szeretnék még köszönetet mondani Isépy Istvánnak és az ELTE Botanikuskert munkatársainak a geophyton adatbázissal kapcsolatos segítségnyújtásokért. Munkámat az OTKA TS 049875 pályázat, a VAHAVA-projekt, az NKFH Jedlik Ányos program KLIMA-KKT-projektje, az MTA TKI Alkalmazkodás a Klímaváltozáshoz Kutatócsoportja, a BCE Kutató Asszisztens Ösztöndíj Pályázata, valamint az MTA Doktori Tanács Bolyai János Kutatási Ösztöndíja támogatta. Továbbá köszönöm Priszter Szaniszlónak, hogy munkámhoz sok évtizedes megfigyeléseit rögzítő adatbázisát rendelkezésemre bocsátotta. Utoljára, de nem utolsó sorban köszönöm Fodor Nándor algoritmusszerkesztő munkáját, amellyel a globális sugárzás Szász Gábor féle algoritmusának MS Excel alkalmazhatóságát lehetővé tette.

Hivatkozások Dede Lilla, Eppich Boglárka, Ferenczy Antal, Horváth Levente, Hufnagel Levente, Isépy István (2009): Történeti időjárási adatbázis alkalmazási lehetőségei, Agrárinformatika 209, Debrecen 2009. augusztus 26-27(in press) Drégelyi-Kiss, Á., Drégelyi-Kiss, G., Hufnagel, L. (2008): Ecosystems as climate controllers – biotic feedbacks (a review) - Applied Ecology and Environmental Research 6(2): 111-135 Hammer, Ř., Harper, D.A.T., and P. D. Ryan, (2001). PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica 4(1): 9pp. http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm Hufnagel, L, Sipkay, Cs, Drégelyi-Kiss, Á., Farkas, E., Türei, D., Gergócs, V., Petrányi, G., Baksa, A., Gimesi, L, Eppich, B., Dede, L., Horváth, L. (2008): Klímaváltozás, Biodiverzitás és közösségökológiai folyamatok kölcsönhatásai. In: Harnos, Zs, Csete, L. (szerk): Klímaváltozás: Környezet-Kockázat-Társadalom . –Szaktudás Kiadó Ház, Budapest. Hufnagel, L., Gaál, M. (2005): Seasonal dynamic pattern analysis in service of Climate Change Research – Applied Ecology and Environmental Research 3(1): 79-132. Pianka, E. R. (1974): Niche overlap and diffuse competition, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, Vol. 71., No. 5, pp. 21412145. Schwartz, M.D. (ed) (2003) Phenology: An Integrative Environmental Science – Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London. Sipkay, Cs., Hufnagel, L., Révész, A., Petrányi, G. (2007): Seasonal dynamics of an aquatic macroinvertebrate assembly (Hydrobiological case study of Lake Balaton No. 2) - Applied Ecology and Environmental Research 5(2):63-78 Szász Gábor (1968) A globálsugárzás összegeinek meghatározása számítás útján. Debreceni Agrártudományi Főiskola Tudományos Közleményei XIV, 239-253. Szenteleki, K., M. Ladányi, É. Szabó, L. Horváth, L. Hufnagel and A. Révész (2007) A climate research database management software EFITA/WCCA 2 – 5 July 2007, Glasgow, Scotland, Paper CD.ROM p 53.

182


Klímaváltozás hatása a szezonális dinamikai folyamatokra és aszpektualitásra Eppich Boglárka 1 Összefoglaló. A klíma változékonysága, tehát a hosszabb időintervallumokban megnyilvánuló klímastabilitás hiánya (és annak mértéke) meghatározó jelentőségű valamennyi földi ökoszisztéma állapota és állapotváltozásai szempontjából (Hufnagel és Gaál 2005, Őszi et al 2006, Ladányi és Hufnagel 2006, Szenteleki et al 2007, Erdélyi 2008, Gaál 2008, Ladányi 2008). Ezen jelenségek jövőbeli változásainak kiderítésére kétféle adatbázist használtam. Az egyik egy stratégiai modell (Hufnagel és mtsai, 2008.) által szimulált adatsor. A másik adatbázis Priszter Szaniszló (Priszter 1960-2000: Fenológiai adatbázis – kézirat, Priszter 1974, Isépy and Priszter 1972, Priszter és Isépy 1974) 40 éves megfigyelései és feljegyzései alapján készült kéziratból származik. A stratégiai modell által készült adatsorok alapján elvégzett vizsgálatok kimutatták, hogy elsősorban a melegkedvelő közepes tűrőképességű fajoknak és a hidegtűrő generalistáknak fog kedvezni a hőmérséklet növekedése. A geophyton adatbázisra elvégzett osztályozások és összehasonlítása meteorológiai paraméterekkel azt mutatják, hogy egy fenofázis bekövetkezésének időpontjának megváltozását elsősorban az alacsony átlaghőmérsékletű napok és az alacsonyabb minimumhőmérsékletű napok számának gyakorisága befolyásolta. Kulcsszavak: klímaváltozás, szezonális dinamika, geophyton, fenológiai indikátorok.

1. Bevezetés és célkitűzés A klímaváltozás korunk egyik legfontosabb és legnagyobb hatású ökológiai problémája (IPCC 2007). Fontosságát és hatását az adja, hogy a globális társadalom egészének létfeltételeit érinti (Harnos et al 2008). A klímaváltozással kapcsolatos kihívások és az ehhez kapcsolódó feladataink a társadalom és a gazdaság szinte minden szegmensét alapvetően meghatározzák (Csete és Török 2008). A klímapolitika magában foglalja többek között a mezőgazdaság és élelmiszertermelés, a tájhasználat, az energetika, az ipar és közlekedés, a környezet- és természetvédelem, a közegészségügy számos kérdését, de szociológiai, oktatási, kommunikációs, sőt biztonságpolitikai és külpolitikai vonatkozásai is vannak. A klíma változékonyságának mértéke (klímaparaméterek alakulásának együttes variabilitása) önmagában is jelentős heterogenitást mutat úgy térben (regionálisan), mint időben (vizsgálati időablakok szerint). Az ökoszisztémák, mint szabályozási folyamatokra képes rendszerek, ráadásul nem egyszerűen passzív „elszenvedői” a hatásoknak, hanem azokra különböző mértékű és jellegű alkalmazkodással, visszacsatolással reagálnak (Drégelyi-Kiss 2008). Mindezek a viszonyok, úgy a klimatikus hatás, mint az ökoszisztémák reakciói illetve az emberi tevékenység szempontjából alapvető és meghatározó szerepet játszanak az ökoszisztémák fenntarthatóságában és az ezzel szemben megnyilvánuló kockázatokban. Az ökológiai alapjelenségek közül a klímaváltozás legerőteljesebben a szezonális közösségdinamikát és annak egyik fontos tényezőjét az egyes fajok fenológiai viszonyait formálja át (Schwartz 2003, Vadadi et al 2008). Éppen ezért munkám során ezen jelenségek jövőbeli változásainak kiderítésére kétféle adatbázist használtam. Az egyik a TEGM növekedési modell (Theoretical Ecosystem Growth Model) (Hufnagel és mtsai, 2008.) által szimulált adatsor, amely egy elméleti ökoszisztémában szereplő 33 faj egyedszámának alakulását tartalmazza 140 évre, 1961-2100-ig. A másik adatsor Priszter Szaniszló (Priszter 1960-2000: Fenológiai adatbázis – kézirat, Priszter 1974, Isépy and Priszter 1972, Priszter és Isépy 1974) 40 éves megfigyelései és feljegyzései alapján készült kéziratból származik. Az adatbázis a fajok három jellemző fenofázisának bekövetkezési dátumát tartalmazza napsorszámban.

1

Eppich Boglárka Budapesti Corvinus Egyetem, 1118 Budapest, Villányi út 29-43. [email protected]

183


Az elméleti adatbázis alapján a közösség dinamika szezonális, a fajösszetételben és –diverzitásban bekövetkező változásait kívántam felkutatni. Továbbá az elméleti fajokat létező fajokkal, jelen esetben geofita fajokkal összehasonlítani fajösszetételben bekövetkezett változások tekintetében.

2. Anyag és módszer 2.1. Stratégiai modell Első lépésben munkám alapját a TEGM növekedési modell (Hufnagel és mtsai, 2008.) által készített adatsorok adták, amely egy elméleti ökoszisztémát ír le. Ebben az ökoszisztémában 33 elméleti faj szerepel, amelyek szaporodási rátájuk hőmérsékleti görbéjében és tolerancia tartományukban különböznek egymástól. Ezen tényezők alapján a 33 fajt négy csoportba sorolták: szupergeneralista (2 db), generalista („G”, 5 db), átmeneti („K”, 9 db) és specialista („S”, 17 db). Ezeken a csoportokon belül a fajokat további jelzésekkel, számokkal, látták el hőmérsékleti optimumuk alapján. Minél nagyobb a szám, annál magasabb hőmérsékleti tartományban van a növekedési optimuma. A fajok optimum görbéinek átfedése (a fajok szórása) Pianka (1974) által meghatározott niche átfedésnek felel meg, és eloszlása Gauss (normál) eloszlást mutat (1. ábra). 8

7

6

5

4

3

2

1

0 255

265

275

285

295

305

315

Hőmérséklet [K]

1. ábra: 33 elméleti faj optimum görbéi, ahol a független változó a vizsgált hőmérsékleti tartomány (ahol a fajok létezhetnek), míg a függő változó a fajok szaporodási rátája (1 nap maximum 3 osztódás)

A modellt leíró képlet: Ni,t=Ni,t-1*min(RT;Rfény)v+0,01 Ahol „Ni,t” az „i” faj egyedszáma „t” napon, „RT” hőmérséklettől függő szaporodási ráta, „Rfény” fénytől függő szaporodási ráta, „v” sebességi tényező, „0,01” kezdeti egyedszám. „Rfény” az alábbi képlettel határozták meg: Rfény= a1-(ΣNi/K)C Ahol „a” a maximális szaporodási ráta, „K” a környezet eltartó képessége, ami fény hatását fejezi ki.

184


296 294

Hőmérséklet (K)

292 290 288 286 284 282 280 1

11

21

31

41

51

61

71

81

91

101

111

121

131

év sorszám

2. ábra: Az 1961-től 2100-ig tartó 140 éves időszak évi középhőmérsékletének alakulása (év sorszámokkal jelölve)

A modell tartalmaz egy 1961-2100 közötti időszakra és Budapestre vonatkozóan 140 éves napi hőmérsékleti input adatsort (2. ábra). 1961-2000-ig az adatsor historikus adatokat tartalmaz. Az 1970-től 2100-ig terjedő időszakra Hadley Centre A2 szcenárió szerinti output adatokat, a két időszak között pedig klímagenerátorral interpolált adatokat tartalmaz. Munkám során a modell által szimulált 140 éves adatsort kaptam Ms Excel program táblázatában, és a PAST statisztikai programcsomag (Hammer et al 2001) segítségével dolgoztam fel. 2.2. Két különböző sebességtényező összehasonlítása: A modellt két különböző sebességgel is lefutattuk, a „v”sebességtényező beállításával. Először ez a érték „1” volt, amellyel az előzőekben leírt adatsorokat is szimuláltuk, másodszor „0,1”-re változtattuk. Az így kapott adatsorokból tíz évenként kiválasztottam egy évet (1970, 1980, 1990, 2000, 2010, 2020, 2030, 2040, 2050, 2060, 2070, 2080, 2090, 2100), és minden fajnak kiszámoltam az évi összegyedszámát, majd ez alapján a PAST program segítségével Shannon-diverzitási indexeket számoltam. Az összegyedszám és diverzitások alakulásának megfigyelése érdekében egy grafikonon ábrázoltam őket mindkét sebességtényező esetében. Második megközelítésként a kiválasztott 14 év minden hónapjának 15. napjából képeztem egy adattáblázatot, az éven belüli szezonalitások vizsgálatára. Erre az adattáblázatra a fajok irányából nem metrikus módszerrel ordinációkat, míg az évek irányából hierarchikus osztályozásokat végeztem a Past program segítségével. 2.3. Állapotsíkok A modell által szimulált adatsorokból standardizált koordinátákat („xs” és „ys”) számoltam ki, súlyozott átlaggal az MS Excel program segítségével az alábbi képletek alapján: xst= Σ(fi,t*σi)/Σfi,t; yst= Σ(fi,t*yi)/Σfi,t;

185


ahol „fi,t” az „i” faj „t”- dik napon az egyedszáma, σi” „ az „i” faj sz órása, „yi” az „i” faj várható értéke. Ezeket a koordinátákat az ArcGIS 9.2 programba tápláltuk be. A program a koordináták által meghatározott pozíciókat (minden év minden napját) az egyes fajokra jellemző várható értéket a fajcsoportok szórásainak függvényében helyezte el (3. ábra), ahol a legkisebb szórásnál specialisták, míg a legnagyobbnál a két szupergeneralista van. Az így keletkezett „pontfelhő” egy pontja egy év egy napját jelöli, azokhoz a fajokhoz közelebb, amelyek az adott napon a legnagyobb abundanciával rendelkeztek. A mennyiségi, fenológiai és diverzitási adatokkal kapcsolatban interpolált felületek készítésére volt szükség, melyet IDW (Inverse Distance Weighted) módszerrel történt, ami a távolság négyzetével fordítottan arányos súlyozást jelent.

3. ábra: Az egyes fajok várható értékei a fajcsoportok („S”- specialista, „K”- közepes, „G”- generalista, „0”és „1” szupergeneralisták

2.4. Geophyton adatbázis: Priszter Szaniszló kézirataiból első lépésként egy Excel táblázatot hoztunk létre, hogy elemzésekre alkalmassá tegyük az adatsorokat, majd az Országos Meteorológiai Szolgálat historikus adatsoraiból az egyes évek ökológiailag hatóképes időszakaira kiszámoltuk, az egyes jellemző meteorológiai mutatók évenkénti gyakorisági viszonyait, majd ezen adatok alapján osztályoztam az éveket. Ugyanezen éveket a különféle fenológiai indikátorok (adott faj, meghatározott fenofázisának bekövetkezési ideje napsorszáma) szempontjából is osztályoztam, majd a készült osztályozásokat összehasonlítottam egymással. Munkám ezen részéhez is a PAST statisztikai programcsomagot használtam fel.

186


3. Eredmények és megvitatásuk 3.1. Szezonális dinamikai folyamatok elemzése stratégiai modellezés segítségével A trajektória vonalak (4.ábra) alapján jól láthatóvá vált a 140 év tendenciája. 1961. a későbbi évekhez képest hideg évnek számít, ezáltal elsősorban hidegtűrő fajok jelennek meg. 2031-re jelentősen elmozdul a fajösszetétel a melegebbet kedvelő fajok felé, de a specialisták ebben az időszakban sem jellemzőek úgy, mint a hidegtűrő fajok sem. 2091-re a trajektória vonal kissé „összemegy”. Nem tér ki se a nagyon meleget, se hideget tűrő fajokra sem (kivételt képez természetesen az előbb leírt két faj), viszont ebben az évben már sok specialista faj is megjelenik.

Legend 10evek File_ID 1961 2031 2091

A 4. ábra: 1961, 2031 és 2091 évek trajektóriás ábrája

A faji diverzitás tekintetében, Shannon-diverzitási értékek alapján, jelentős változások nem történtek, annak ellenére, hogy a hőösszeg értékekben ilyen nagymértékű emelkedése volt tapasztalható (5. ábra). Az első évtizedben magas diverzitást mutató fajok („K4”, „K5”, „G2”, „G4”) diverzitás értékei az utolsó évtizedre tovább nőnek, illetve néhány újabb faj („K6”, „K7”) diverzitása is legmagasabb értéket mutatja, és fehér folttal jelölt, de „K4” diverzitása lecsökkent.

187


1961-1970

2031-2040

2091-2100

B

C

Legend shannon 0,00 - 0,5 0,51 - 1 1,01 - 1,5 1,51 - 2 2,01 - 2,5 2,51 - 3 3,01 - 3,5

A

5. ábra: Shannon diverzitás domborzatos ábrája a három kiválasztott évtized (1961-1970;2031-2040;2091-2100) alapján

3.2. Két különböző sebességtényezővel szimulált adatsorok összehasonlítása A stratégiai modell sebességtényezőjének megváltoztatásával különböző sebességek mellett vizsgálhattuk az elméleti fajok viselkedését a hőmérséklet emelkedésére. Két sebességtényezőt hasonlítottunk össze: 0,1 és 1. A különböző sebességtényezőkkel a modell által szimulált teljes adatsorokat nem elemeztük nagy terjedelmére való tekintettel, hanem 10 évenként választottuk ki az éveket, majd kiszámoltuk minden faj esetében az évi összegyedszámot, és végül standardizáltuk az adatokat. Az így kapott adatsorra elsősorban nem metrikus módszerrel ordinációkat készítettünk a fajok szerint (6. ábra). Az eredményül kapott ábrák között egyértelmű különbségek voltak láthatóak (6/A. és 6/B. ábra). Jelmagyarázat: piros - specialisták, zöld - átmeneti (közepes), kék - generalista fajok, pirossal bekarikázva: a két szupergeneralista.

A

B

6. ábra: 14 év standardizált adatainak ordinációs analízise fajokra vonatkozóan két különböző sebességtényező esetében: 0,1 (A) és 1 (B).

A kisebb sebesség esetében a tendenciák és változások tisztábban láthatóak, mivel a fajok lassabban reagálnak a bekövetkezett változásokra (6/A. ábra). Az ordinációs ábrán a fajok hőigényüknek

188


megfelelően szépen sorban követik egymást. Jól látható továbbá a specialisták, a közepesek és a generalisták közötti különbségek a változásokra történő érzékenységük tekintetében is. A specialisták (piros) szűkebb tűrőképességük következtében érzékenyebbek, és az „S12”, „S13”, „S14”, „S15”, „S16”, „S17” fajok esetében ez jóval erősebben is jelentkezik, mint a többi specialista esetében. A közepes tűrőképességű fajok (zöld) ilyen jellegű érzékenységet nem mutatnak, de kivételt képez a „K8” faj. A generalisták (kék) esetében értelemszerűen az érzékenység mértéke tovább csökken. Nagyobb sebesség esetében (6/B. ábra) ezek a tendenciák, folyamatok jóval nehezebben követhetőek, hiszen a fajok jóval gyorsabban is válaszolnak a bekövetkező változásokra. A specialisták közül az „S410” a fajok már nagyon nehezen különíthetők el. A közepes fajok is igen nagy változékonyságot mutatnak, de nem csoportosulnak egy pontba, mint a specialisták esetében, ezért minden fajt jól el lehet különíteni. A generalisták is nagy változékonyságot mutatnak, egyes fajokat jól el lehet különíteni, kivéve a „G3” és a „G5” fajokat, mert azok a nulla körül látható csoportban vannak. A fajok nem standardizált összegyedszám alapján a PAST program segítségével Shannon-diverzitási indexeket számoltam. Majd az összegyedszámot és a diverzitási indexeket is egy grafikonon ábrázolva (7. ábra) összehasonlítottam a különböző sebességtényezők hatását. A diverzitás és egyedszám alakulása a vizsgált évek során, normál sebességtényező esetében

140

4.5 4

120

2.5

25000000

2

3.5 3

m á 80 szd ey gE 60

2.5 2 1.5

40 20

19701980199020002010202020302040205020602070208020902100 Vizsgált évek

20000000

s tái rze vi dno nn ah S

Egyedszám

100

0

30000000

1.5 15000000 1 10000000

1

?N

0.5

Shannon_H

0

Expon.?(N)

0.5

5000000

ΣN Shannon_H

0

Lineáris (Shannon_H)

Shannon - diverzitás indexek

Diverzitás és egyedszám alakulása a vizsgált évek során, lassabb sebességtényező esetében

0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Vizsgált évek

Lineáris (ΣN) Lineáris (Shannon_H)

B

A

7. ábra: A diverzitás és összegyedszám összehasonlítása a két sebességtényező (A: 0,1; B: 1) esetében

Ebben az összehasonlításban is egyértelműen tapasztalni lehetett a különböző sebességekkel szimulált adatsorok közötti különbségeket. Kisebb sebesség esetében (7/A. ábra) egyértelmű és fokozatos csökkenés látható az egyedszámban, míg a diverzitás esetében enyhe növekedés tapasztalható. Mindezek a tendenciák nagyobb sebesség esetében (7/B. ábra) nehezebben követhetők, mivel az egyes évek között jelentkező különbségeket jobban kihangsúlyozza a fajok gyorsabban bekövetkező válaszai miatt. Jelentősebb eltérés viszont az, hogy nagyobb sebességnél a diverzitás követi az egyedszám változásait. Továbbá lényeges különbség még az, hogy míg az előző esetben a diverzitás nő, nagyobb sebesség esetében ugyanez enyhe csökkenést mutat. Ennek az ellentmondásnak a magyarázata valószínűleg az lehet, hogy lassú sebesség esetén a szaporodási ráta értéke is alacsony, ami azt jelenti, hogy ha a klimatikus paraméterek megváltoznak, akkor az összegyedszám elkezd csökkeni, amely csökkenés a korábbi domináns egyedfaj csökkenésében nyilvánul meg, hiszen számukra kedvezőtlenebbé válnak a klimatikus viszonyok. Viszont azok fajok, melyeknek a megváltozott klimatikus viszonyok kedveznek, az alacsony szaporodási ráta miatt egyedszámuk csökken, ezért nem tudják átvenni a korábban domináns faj helyét, ami a diverzitás növekedésével jár. Gyorsabb sebesség esetén a fajok képesek váltani egymást. Ilyen esetben a változás a korábban kisebb egyedszámú faj egyedszámának a növekedésével is járhat, ami az egyenletességet növelve, növeli a diverzitást is.

189


3.3. Aszpektusok és időjárásfüggő átrendeződéseik a Geophyton adatbázis fenológiai indikátorai alapján A geophyton adatsorban vizsgált évek (1978-1997) közötti esetleges hasonlóságok, és különbözőségek megfigyelése érdekében, meteorológiai paraméterek, és fenológiai jelenségek bekövetkezésének időpontja alapján hierarchikus osztályozásokat (8. ábra) végeztünk. 1. Jelmagyarázat: Pirossal a kiugró évek vannak jelölve.

A

B

8. ábra: Vizsgálati évek osztályozása néhány geofita indikátorfaj fenológiai viselkedése (A) és meteorológiai paraméterek gyakorisági eloszlásai (B) alapján

Az indikátor fajok fenológiai viselkedésére elvégzett osztályozás eredményei (8/A. ábra) négy kiugró évet (pirossal jelölt) mutatott: 1982, 1985, 1994, 1996. A meteorológiai paraméterek osztályozásának eredményei (8/B. ábra) alapján 1985, 1994 és 1996 évek mutattak nagy különbséget, míg 1982-re ez nem mondható el. Mind a két esetben megfigyelhető az 1996-os év határozott elkülönülése, amelynek magyarázatát a napi minimum hőmérsékletek gyakorisági eloszlásában (9. ábra) találtuk meg. Ugyanis 1996-ban a többi évtől eltérően sokkal magasabb volt az alacsonyabb minimumhőmérsékletű napok számának gyakorisága, mint a többi évben. Az 1982. és 1985. évre egyaránt a hűvös átlagú napok nagyobb aránya jellemző, de az 1985-ös év elkülönülésére magyarázat továbbá az is, hogy ebben az évben rendelkezett a legnagyobb gyakorisággal az alacsonyabb hőingású napok számát adja. Az 1994-es év nagy különbözőségét viszont a fent említett meteorológiai paraméterek közül egyik sem magyarázza. Az 1994es év elkülönülését a magas csapadékú napok, a többi évhez képest jóval nagyobb aránya okozza. Az 1985-ös és 1996-os év elkülönülését okozza továbbá a napfényes órák nagyobb aránya. 1982, 1985 és 1996. évben viszont sokkal magasabb volt az alacsonyabb (0 és 3°C) napi átlaghőmérsékletek aránya, a többi évhez képest. Ennek magyarázata a geophytonok virágzásához szükséges megfelelő hideghatás lehet, ami azt jelenti, hogy enyhébb tél esetén később vagy nehezebben kezdenek virágozni, mint keményebb tél után, amikor megkapják a szükséges hideghatást.

190


350 Gyakoriságok összege db

300 250 200 150 100 50 0

78 79 80 81 82 83 84 85 91 92 93 94 95 96 97 Megfiegyelt évek 25

22

19

16

13

10

7

4

1

-2 -5 -8 -11 -14

9.ábra: Napi minimum hőmérsékletek eloszlása a vizsgált években

Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném megköszöni Dr. Hufnagel Leventének, témavezetőmnek és Dr. Ferenczy Antalnak, konzulensemnek valamint a Matematika és Informatika Tanszék munkatársainak, hogy munkám során magas szintű szaktudásukkal és tanácsaikkal mindvégig segítettek. Szeretnék még köszönetet mondani Dr. Isépy Istvánnak és az ELTE Botanikuskert munkatársainak a geophyton adatbázissal kapcsolatos segítségnyújtásokért. Továbbá köszönöm Dr. Priszter Szaniszlónak, hogy munkánkhoz sok évtizedes megfigyeléseit rögzítő adatbázisát rendelkezésünkre bocsátotta. Utoljára, de nem utolsó sorban köszönöm Fodor Nándor algoritmus szerkesztő munkáját, amellyel a globális sugárzás Szász Gábor féle algoritmusának MS Excel alkalmazhatóságát lehetővé tette. Munkámat az OTKA TS 049875 pályázat, a VAHAVA-projekt, az NKFH Jedlik Ányos program KLIMA-KKT-projektje, az MTA TKI Alkalmazkodás a klímaváltozáshoz Kutatócsoportja, a BCE Kutató Asszisztens Ösztöndíj Pályázata, valamint az MTA Doktori Tanács Bolyai János Kutatási Ösztöndíja támogatta.

Hivatkozások Csete, M és Török, Á. (2008): Települések klímavédelemmel összehangolt fejlesztési beruházásainak optimalizálásaKlíma-21 54: 91-97. Drégelyi-Kiss, Á., Drégelyi-Kiss, G., Hufnagel, L. (2008): Ecosystems as climate controllers – biotic feedbacks (a review) - Applied Ecology and Environmental Research 6(2): 111-135 Erdélyi Éva (2008) Az őszi búza termeszthetőségi feltételei az éghajlatváltozás függvényében. Doktori (PhD) értekezés. Budapesti Corvinus.Egyetem, Kertészetttudományi Kar, Matematika és Informatika Tanszék, Budapest Gaál Márta (2008): Expected changes in climatic conditions of main crops – Klíma-21. 55: 28-35. Hammer, Ř., Harper, D.A.T., and P. D. Ryan, (2001). PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica 4(1): 9pp. http://palaeoelectronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm Harnos, Zs., Gaál, M., Hufnagel, L. (szerk) (2008): Klímaváltozásról mindenkinek – Budapesti Corvinus Egyetem, Budapest. Hufnagel, L, Sipkay, Cs, Drégelyi-Kiss, Á., Farkas, E., Türei, D., Gergócs, V., Petrányi, G., Baksa, A., Gimesi, L, Eppich, B., Dede, L., Horváth, L. (2008): Klímaváltozás, Biodiverzitás és közösségökológiai folyamatok kölcsönhatásai. In: Harnos, Zs, Csete, L. (szerk): Klímaváltozás: Környezet-Kockázat-Társadalom . –Szaktudás Kiadó Ház, Budapest.

191

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Hufnagel, L., Gaál, M. (2005): Seasonal dynamic pattern analysis in service of Climate Change Research – Applied Ecology and Environmental Research 3(1): 79-132. IPCC (2007): Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Group I, II and II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland.Könyv Ladányi Márta (2008): Viticulture challenges under changing climate in Hungary - Klíma-21. 55: 36-52. Ladányi, M., Hufnagel, L. (2006): The effect of climate change on the population of sycamore lace bug (Corythuca ciliata, SAY, Tingidae Heteroptera) based on a simulation model with phenological response– Applied Ecology and Environmental Research 4(2): 85-112. Őszi, B., Ladányi, M., Hufnagel, L. (2006): Population dynamics of the Sycamore Lace Bug, Corythuca ciliata (Say) (Heteroptera: Tingidae) in Hungary – Applied Ecology and Environmental Research 4(1): 135-150. Pianka, E. R. (1974): Niche overlap and diffuse competition, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, Vol. 71., No. 5, pp. 21412145. Primack, R. B., Miller-Rushing, A. J., Primack, D. and Mukunda, S. (2007): Using Photographs to Show the Effects of Climate Change on Flowering Times, Arnoldia,65: 3–9. Priszter Sz., Isépy I. (1974) Chorologische und phänologische Untersuchungen an mediterranen Geophyten. II. Galanthus – Annal. Univ. Sci. Budapest, Sect. Biol. 16. p. 87-101. Priszter Szaniszló (1960-2000). Fenológiai adatbázis – kézirat. Priszter Szaniszló (1974): Hagymás kerti virágok, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 219 p. Schwartz, M.D. (ed) (2003) Phenology: An Integrative Environmental Science – Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London. Szenteleki, K., M. Ladányi, É. Szabó, L. Horváth, L. Hufévész (2007): A climate research database management software EFITA/WCCA 2 – 5 July 2007, Glasgow, Scotland, Paper CD.ROM p 53. Vadadi-Fülöp, Cs., Hufnagel, L., Sipkay, Cs., Verasztó, Cs. (2008): Evaluation of climate change scenarios based on aquatic food web modelling - Applied Ecology and Environmental Research 6(1): 1-28 OMSZ: Budapest XX. századi napi meteorológiai adatai az OMSz honlapján http://met.hu/pages/climate/bp/Navig/Index2.htm

192


Internetes adatbázis kezelő rendszer készítése PhP és MySQL felhasználásával Fikó Zoltán 1 Összefoglaló. A 2002-ben alakult Silverfish kft. zárt, recirkulációs intenzív rendszerben termel kiemelkedő minőségű Lénai tokot. A szakmai gyakorlat alatt szerzett tapasztalatok, adatok a kft. számára általam elkészített adatbáziskezelő-rendszer alapját is képezik egyben. Mivel a vízminőség mérések jelenleg manuálisan folynak, az értékek rögzítése először papír alapon történik, majd onnan Excel táblákba, - ez elengedhetetlen de rendkívül időigényes folyamat. Ezt a folyamatot hivatott kiváltani az általam bemutatott megoldás. A mérések kiterjedtek a vízben azokra az összetevőkre, amelyek nagymértékben befolyásolják a haltermelés intenzitását, minőségét. Valamint meghatározta a kialakítandó adatbázis alapját. Az adatok a rendszer megtervezéséhez, a séma kialakításához a szakmai gyakorlat során szerzett tapasztalatból, mérési eredményekből származik. Az adatbáziskezelő-rendszer tervezéséhez és elkészítéséhez a szükséges programok beszerzése az internetről letöltve történt. Az elkészítés, tesztelés localhost környezetben sajátgépen ment végbe. Az elkészült egyszerűsített rendszer a céloknak megfelel, és funkcionálisan működik. A tervezet rendszer kitér, eleget tesz a korábban megfogalmazott követelményeknek. Kulcsszavak: Internet, PHP, MySQL, Adatbáziskezelő-rendszer, Halgazdaság.

1. Bevezetés Mára általánosan elmondható, hogy az informatikában igen nagy szerepet töltenek be a különféle típusú adatbázisok. Ugyanez elmondható, szinte valamennyi tudományterületről. A mai cégek legtöbbje, - mint a Silverfish kft. is - szintén adatbázisban tárolja az adatokat, melyek valódi tudása az évek alatt végbement technológiai fejlesztéseknek köszönhető. Ennek eredményeként mára kifejezetten adatbázis kezelés céljára készült szoftverek jöttek létre. Jellemzőjük, hogy nagymennyiségű adat létrehozására, feldolgozására, kezelésére képesek, illetve segítségükkel biztonságosan tárolhatóak az adatok hosszú időn keresztül. Az említett tulajdonságoknak megfelelően a legbonyolultabb szoftvertípusok közé tartoznak. Az említett cégnél az adatgyűjtés napi szinten, papíralapon történik, majd onnan Excel táblákba rögzítik az adatokat. Ezen rendkívül időigényes folyamat kiváltását hivatott ellátni az elkészített, egyszerűen kezelhető, internetes elérhetőségű, adatbáziskezelő-rendszer.

2. Témafelvetés, célkitűzések A szakmai gyakorlatomat a Silverfish kft.–nél töltöttem. A cég speciális, Magyarországon természetes közegben (már) nem élő halfajok különösen Lénai-tok tenyésztésével foglalkozik, a külvilágtól elzárt, 1. ábrán látható, recirkulációs rendszerben. A gyakorlat alatt lehetőségem volt megismerni az ilyen rendszerrel szembeni követelményeket, a működését, illetve azt, hogy kialakításuk és a precíz működés mennyire befolyásolja a minőségi és mennyiségi termelést. Szembeötlő volt az is, hogy a termelés során nagy mennyiségű adat keletkezik, melyek legfőképp a vízminőséget ellenőrző mérésekből származnak. Napi szinten szükséges többször mérni a víz hőmérsékletét, oxigénszintjét, nitrit (No2), nitrát (No3), ammónia (Nh4), széndioxid (Co2), és a Ph szintjét, minden termelési egységben.

1

Fikó Zoltán University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

193


4

17

2

3

15

6 1

1

1

7

10

8 5

9

16

14

12

11

1. Termelő kádak 2. Nitrifikáló tartály 3. Oxigéndúsító 4. UV sterilizátor 5. Előkészítő akna 6. Légbefúvó 7. Buborékoltató 8. Dobszűrő 9. Dobszűrő tisztító sziv. 10. Keringtető szivattyú 11. Külső meleg víz betáp 12. Külső hideg víz betáp 13. Rendszer leürítő akna 14. Szivattyú akna 15. Kádak tápláló csővezetéke 16. Kádak elfolyó vályúja 17. Folyékonyoxigén tartály

13 1. ábra. Intenzív haltermelő recirkulációs rendszer folyamatábrája (Besenyei László, 2009)

A mérések eredményeit – a táblázatban látható - jelenleg manuálisan, papírra nyomtatott táblázatokban rögzítik. 1, táblázat. Vízkémia napi jelentés, Forrás: Besenyei László, gyakorlatvezető

194


Ahogy látható, egyetlen mérési ciklus során is sok adat keletkezik, ami viszont a fő probléma, hogy papíralapon, így nehéz a visszakeresés, szempontok szerinti rendszerezés, statisztikák, grafikonok készítése, mivel ezek elkészítéséhez a papíralapú „adatbázist” először digitalizálni kell. A kinyert adatokra viszont rendszeresen szükség van, mivel a környezeti tényezők változása- vízminőség romlása, rosszul befolyásolja a termelést. Például az oxigén szint csökkenése, akár az állomány pusztulásához is vezethet. Ezen problémák felmerülése adta számomra az ötletet, miszerint a Silverfish kft. -nek szüksége volna egy adatbázis-kezelő rendszerre, amely azonnal elérhető bárhonnan. Ezért döntöttem úgy, hogy ezt a témát választom szakdolgozatom témájává. 2.1. Célkitűzések: 1. Szakdolgozatomban be kívántam mutatni a cégnél kialakított termelési módszert, illetve azt, hogy miért is olyan fontos a termelés során a folyamatos vízminőség ellenőrzés és az adatok azonnali rendelkezésre állása. 2. A termeléssel összefüggésben PHP és MySQL felhasználásával a szükséges adatbázis-kezelő rendszer készítését, működésbe helyezését, amely megfelel a későbbiekben leírt funkcionális és egyéb követelményeknek. 3. Majd felhasználók számára szükséges információkat, és kiépítésének gazdasági elemzése következik. 4. A dolgozat végén további fejlesztési, automatizálási lehetőségeket kívánok vázolni.

3. Anyag és módszer Az adatbázissal szembeni követelmények Funkcionális követelmények

Mivel a termelés során több dolgozó is végzi a méréseket, ezért szükséges, hogy ők egymástól függetlenül rögzíthessék az adatokat. Szükséges tehát egy bejelentkező felület, felhasználónévvel, jelszóval. Ha van bejelentkezés, akkor természetesen szükség van regisztrációra is, ahol az adatokat később módosítani lehet. Felhasználót lehet hozzáadni, vagy eltávolítani. Mindezt oly módon, hogy a felhasználók ezeket ne tehessék meg, csak az adminisztrátor. A felhasználókat csoportokba kell osztani, így megadható az egyes csoportok és bennük a felhasználók hozzáférési jogköre. Az adatbázis kiexportálható legyen más formátumokba is, konvertibilis legyen Egyéb követelmények

Elsődleges szempont, hogy egyszerűen használható és átlátható legyen, a bejelentkező felhasználó ne „vesszen el benne” Függetlenség, térben, időben – platform függetlenség. Ezeknek, a kritériumoknak az általam választott programok mindegyike megfelel. Távoli elérés, emellett kis hálózati forgalom. Biztonságos legyen, védve legyen a külső beavatkozásoktól, (jelszavas védelem), Az adatok védelme, mindenki csak a jogosultsági szintjének megfelelő adatokhoz férjen hozzá. Módosítások, adatfelvitel során tájékoztasson, hogy a művelet sikeres volt e vagy sem.

195


4. Az adatbáziskezelő-rendszer elkészítése Felhasznált programok: PHP, MySQL, PhpMaker Mind az Apache HTTP Server, mind a MySQL adatbázis megtalálható az XAMPP nevezetű programcsomagban. Ez a csomag szintén ingyenes és nyílt forráskódú és amellett, hogy tartalmazza Apache HTTP Server-t, és a MySQL-t, a PHP nyelven íródott scriptek lefordítására is képes. Magához az adatbázist kezelő programhoz pedig PHP nyelvet választottam. A PHP (hivatalosan "PHP: Hypertext Preprocessor") egy szerver oldali HTML-be ágyazott szkript-nyelv Ennek egyik oka, hogy a PHP az Apache webszerver egyik beépülő modulja, a másik ok a PHP működésében rejlik. Amikor egy PHP-ben megírt oldalt akarunk elérni, a kiszolgáló először feldolgozza a PHP utasításokat, és csak a kész (HTML) kimenetet küldi el a böngészőnek, így a programkód nem is látható kliens oldalról. Ez biztonságosabbá teszi a futtatást A PHP nyelv lényegében nagymértékű kiegészítése a HTML-nek, ugyanis rengeteg olyan feladat végezhető el vele, amelyre az ügyféloldali szkriptek nem képesek (vagy ha igen, korlátozottan). Ilyen például a bejelentkezés, az adatbázis-kezelés, filekezelés, kódolás, adatfeldolgozás, A PHP kód létrehozására a PhPMaker 7 nevű programot választottam, mivel kifejezetten adatbázis kezeléshez tervezték. Támogatott típusok: MySQL, PostgreSQL, Microsoft Access és Microsoft SQL Server. Jól konfigurálható, a lehetőségek bemutatására az adatbáziskezelő-rendszer készítése alatt kerül sor. A program az első 30 napban ingyenesen használható, teljes funkcionalitással. Mind a négy szoftver platform független, elérhető: Microsoft Windows, Linux, Solaris, és Mac OS X, rendszerekre. Először az Xampp-ban az adatbázis, illetve a táblák elkészítése történt meg. A következő 2 ábrán látható az elkészített egyszerűsített adatbázis struktúra és a 2 tábla. Az adatbázis neve: meresi_eredmenyek, Felhasznalok-tábla, mely tartalmazza a felhasználó nevét, jelszavát, email címét, és a jogosultsági szintjét is.

2. ábra. Felhasznalok –tábla az XAMPP-ban. (Saját felvétel, 2010.)

Elsődleges kulcsként a felhasználó neve szerepel. A másik tábla a 3. ábrán látható; a neve Mert adatok-tábla. Ide kerülnek a bejelentkezett felhasználók által felvitt adatok, úgymint: felhasználónév, időpont, oxigénszint, hőmérséklet, nitrit, nitrát, ammónia szintek, illetve lehetőség van megjegyzést hozzáfűzésére is. Az időpont mindig az aktuális időpont, az elsődleges kulcs itt az id. Az id. automatikusan számol felfelé és a felhasználók számára nem látható. Az id. bevezetésére azért volt szükség, mert ha itt is a felhasználónév az elsődleges kulcs, akkor ugyanazon felhasználó második adatfelvitele során hiba jelentkezik többszörös elsődleges kulcs miatt. Mivel az id. egy folyamatosan növekvő szám, így ez a probléma megoldódott.

196


3. ábra. Mert adatok-tábla az XAMPP-ban. (Saját felvétel, 2010.)

A tulajdonképpeni adatbázis szerkezet elkészült. Az XAMPP lehetőséget ad az SQL adatbázis exportálására, ezt elvégezve biztonsági mentést kaptam. A két tábla kö zö t i kapcsolatot a PhPMaker automatikusan létrehozza. A PhPMaker részletes beállítása után következett a PhP fájlok elkészítése - igen sok fájl jött létre. A tulajdonképpeni adatbáziskezelő-rendszer elkészült. Már csak a webszerverre történő feltelepítése van hátra. 4.1. Az adatbáziskezelő-rendszer telepítése Mivel azonban sok fájlal kellett dolgoznom, ezért a kész rendszert becsomagoltam rendszer.zip néven. Erre azért volt szükség, mert a webszerverre történő telepítés általában a fájlok felmásolásával történik, de ilyen magas darabszámú fájl mellett könnyen lemaradhat, sérülhet egy-egy. A becsomagolás ezt a problémát küszöböli ki és egyszerűbb felmásolni is. Viszont, ha be van csomagolva, akkor azt a szerveren ki is kell csomagolni, hogy működhessen. Manapság léteznek olyan szerverek, amelyek rendelkeznek ilyen szolgáltatással, azonban legtöbbjük nem ilyen. Ezért úgy gondoltam, hogy egy külön PHP-script segítségével végzem el ezt a feladatot. Az unzip.php nevű script bontja ki a webszerverre a rendszer.zip tartalmát. A szerveren való futtatáshoz szükséges még két dolog: az egyik a szerverhez való csatlakozás, a másik pedig a szerveren az adatbázis struktúra létrehozása. Mivel mindkét feladatnak automatikusan kell lefutnia – mert így sokkal felhasználó barátabb, illetve időt takarít meg – két újabb script megírására volt szükség. Az egyik a Config.php, melyben a csatlakozási adatok megadása történik: hostname, user, password, database, a másik az Install.php, amely a config.php változóit felhasználva csatlakozik a webszerverhez és automatikusan létrehozza a benne definiált adatbázis struktúrát. A telepítés sikerességéről illetve az esetlegesen bekövetkező hibákról értesítést is kapunk. A telepítés ezzel be is fejeződött. A rendszer használatba vehető.

5. Eredmények és azok értékelése A 4. illetve 5. ábrán a már működő rendszer látható, adminisztrátori, illetve felhasználói bejelentkezéssel. Az adminisztrátornál látható, hogy jogosultsági szintjének megfelelően hozzáfér mind a felhasznalok, mind a mert_adatok táblákhoz, és módosítani is tudja azok adatait, hozzáadhat – törölhet – módosíthat, felhasználót és adatot is. Ezzel szemben felhasználóként bejelentkezve nincs hozzáférés más felhasználók adataihoz, ez a tábla ilyenkor nem is látható. A mert_adatok táblában pedig csak adatfelviteli és megtekintési jogosultság van, módosítani, törölni a korábban felvitt adatokat felhasználó nem tudja. Mindkét esetben lehetőség van nyelvválasztásra, különféle keresésre, adatok rendezésére, exportálására több formátumba, nyomtatásra.

197


4. ábra. Adminisztrátor bejelentkezve.(Saját felvétel, 2010.)

5. ábra. Felhasználó bejelentkezve.(Saját felvétel, 2010.)

198


Az alapkoncepcióhoz hűen, az adatbáziskezelő-rendszer 3. pontban leírt funkcionális és egyéb követelmények megfelelően létrejött. Mind funkcionalitásában, mind biztonságosságában, konvertálhatóságában teljesíti az elvártakat. Egyszerűen kezelhető, felhasználó barát. A készítése során tapasztalatot szereztem a PHP lés a MySQL használatával kapcsolatban, amit a téma iránt érdeklődve hasznosíthatok. Az elkészített rendszer egy egyszerűsített változat, az áttekinthetőség érdekében, azonban a felhasznált programnyelveknek és moduláris rendszernek köszönhetően könnyen bővíthető, új részekkel, funkciókkal.

5.1. Gazdasági értékelés A rendszer elkészítéséhez ingyenes szoftvereket használtam, így ezeknek semmilyen költségvonzat nincs. Az üzembe helyezéséhez szükség van egy internetes webszerverre, ahova feltelepíthető. Mivel a kft. már rendelkezik honlappal, ami egy ilyen tárhelyről üzemel, logikusnak látszik az adatbáziskezelő-rendszer szintén innen történő futtatása is, Az adatok felviteléhez, szükség van a telephelyen egy számítógépre, amely lehet notebook, netbook, vagy egy WIFI (vezeték nélküli internet, hálózat elérés) képes mobil eszköz. Ez jelentheti az egyetlen felmerülő költséget a bevezetés kapcsán. Így teljes mértékben kiiktatható a köztes „papíros” forma. Szükséges továbbá állandó internet elérés mérési adatok felvitele közben, de a telephelyen már kiépítésre került a vezeték nélküli WIFI hozzáférés, tehát ebből sem keletkeznek költségek. Profit: nos az adatbáziskezelő-rendszer valódi profitot nem termel, de hatalmas károktól óvhatja meg a céget. Ez a funkciója abból fakad, hogy az adatbevitel pontos idejét is rögzíti – ami online módon távolról is ellenőrizhető a telepvezető számára, akár éjjel is. Így időben észlelhető a vízminőség romlása, valamely összetevő alsó-felső határértékének meghaladása. Azonnal reagálni lehet a kialakult helyzetre, rekonstruálni a megfelelő termelési körülményeket, ezzel megmentve a halállományt a pusztulástól.

6. Következtetés A kialakított rendszer megfelel a teljes mértékben a kitűzött céloknak. Bevezetésével költség hatékony megoldást kapunk a papíralapú adatgyűjtés kiváltására, illetve időt takarítunk meg. Azonban további fejlesztések révén, egy még hatékonyabb rendszerhez jutunk. Az általam javasolt későbbi fejlesztések a következők; Az adatbáziskezelő-rendszert úgy kell kialakítani, hogy a bevitt adatok értékét is megvizsgálja, és előre megadott alsó-felső határértékekkel összehasonlítsa. Amennyiben azokon kívül esik az érték, automatikusan riasztást küldjön email-ben, a telepvezetőnek. Szintén hasonló kiegészítés, hogy a mérések időpontját előre meghatározott időponttal összehasonlítsa, és szintén riasztást küldjön, ha a ténylegesen felvitt adat ideje egy intervallumon kívül esik, vagy kimarad. Lehetőséget látok az automatizálás terén történő fejlesztésre. Automata mérőműszerek definiálható intervallumokban, önállóan végeznék a méréseket, az eredményeket pedig egy interfészen keresztül közvetlenül az adatbázisba küldenék. Az ilyen rendszerek kiépítése viszont magas költségekkel jár. A forrást ehhez sajáterőből és uniós fejlesztési támogatási források megpályázásával teremthető elő. Gazdasági szempontból: A magyar gazdaságokra jellemzően – a Silverfish kft. is „csak” félkész terméket állít elő kaviár alapanyag, és halhús formájában. Javaslatom szerint a jobb piaci pozíció betöltéséhez, illetve a versenyképesség további növeléséhez az szükséges, hogy készterméket állítson elő, vagyis szükségesnek látom egy saját hal-feldolgozó létesítését. Amely létrejöhet magyar és uniós beruházási támogatások megpályázásával vagy esetleg az ilyen tevékenységet folytató más cégek társfinanszírozásával is. Jelenleg már folynak a feldolgozó létesítésének előkészületei.

199


Cönológiai hasonlósági mintázatok indikációs ereje genuszszintű taxonlisták és gyakorisági eloszlások alapján Gergócs Veronika 1, Hufnagel Levente 2, Podani János 3

Abstract. Several methods and indicators can be used to evaluate the coenological state of a given habitat, the ones which can be created simply, quickly, standardizably and reliably and which can be used to exactly quantify the state of a given habitat in point of numbers can be of outstanding practical importance in ecology. One possible method is the examination of the genera which can be found in a given habitat in great abundance and have little number of species and various ecological characteristics. For this purpose one of the most appropriate groups is that of ground-dwelling oribatid mites (Acari: Oribatida). In our research, joining the bioindication methodological project of the “Adaptation to Climate Change” Research Group of the Hungarian Academy of Sciences, the indication strength of genus-level taxon lists and the effects of the main pattern-generating factors creating similarity patterns were analysed with the help of data series on oribatid mites collected by us and originating from literature. Our aim was to develop a method with the help of which the difference expressed with distance functions between two oribatid mite genus lists originating from any sources can correspond to spatial and temporal scales. Our results prove that these genus lists are able to express the spatial distance of the habitats. With the help of this base of comparison changes in disturbed or transformed habitats can be expressed by means of oribatid mite communities, with spatial and temporal distances. Keywords: oribatid mite, genus list, distance function, indication, pattern generation.

Összefoglaló. Egy adott élőhely cönológiai állapotának értékelésére sokféle jellemzési módszer, indikátor elképzelhető, ezek közül kiemelkedő gyakorlati ökológiai jelentősége lehet azoknak, amelyek egyszerűen, gyorsan, standardizálhatóan és megbízhatóan állíthatóak elő, illetve amelyek pontosan számszerűsíteni képesek egy adott élőhely állapotát. Az egyik lehetséges módszer erre egy adott élőhelyen előforduló, kis méretű, nagy abundanciával fellelhető és változatos ökológiai sajátságú genuszok vizsgálata. Erre a célra az egyik legmegfelelőbbnek ítélt csoport a talajlakó páncélosatkáké (Acari: Oribatida). Munkánk során az MTA "Alkalmazkodás a klímaváltozáshoz" Kutatócsoportjának bioindikációs módszertani projektjéhez kapcsolódva, oribatida talajatkákra vonatkozó, általunk felvételezett és irodalmi eredetű adatsorokon elemeztük genusz-szintű taxonlisták indikációs erejét, illetve a hasonlósági mintázatokat létrehozó főbb mintázatgeneráló tényezők hatásainak nagyságát. Célunk volt létrehozni egy olyan módszertani eljárást, amelynek segítségével két tetszőleges forrásból származó oribatida genuszlista távolságfüggvényekkel kifejezett különbözősége tér- és időléptékeknek feleltethető meg. Eredményeink igazolják, hogy ezek a genuszlisták alkalmasak arra, hogy kifejezzék az élőhelyek térbeli távolságát. Az így létrehozott viszonyítási alap segítségével az esetlegesen bolygatott vagy átalakult élőhelyeket sújtó változásokat oribatida közösségek révén, tér-időbeli távolságokkal tudjuk kifejezni. Kulcsszavak: oribatidák, genuszlista, távolságfüggvények, indikáció,mintázatképződés

1. Bevezetés Egy élőhely természetes állapotának leírásához sokféle módszer áll manapság rendelkezésünkre, ezek közül azonban nem választhatunk ki egy olyat sem, amelyik minden területen jól bevált volna. Egy élőhely jellemzését előnyös objektíven, megismételhetően, számszerűsíthetően interpretálni. Ezen cél 1

Gergócs Veronika BCE KERTK, Matematika és Informatika Tanszék [email protected] 2 Hufnagel Levente MTA TKI, „Alkalmazkodás a klímaváltozáshoz” Kutatócsoport 3 Podani jános ELTE TTK, Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék

200


elérésénél a fókuszban legtöbbször a biodiverzitás mérése áll. A biodiverzitás mérésénél azonban sok bizonytalanság léphet fel, hiszen már a fogalom értelmezésénél is számos kérdés vetődik fel, kezdve azzal, hogy milyen szinten vegyük figyelembe (genetikai-, taxon,- ökológiai- diverzitás), egészen addig, hogy ha már esetleg kiválasztottuk azt, hogy taxonszintű legyen, el kell dönteni, hogy melyik taxonra koncentráljunk. A fenti problémát úgy is meg lehet közelíteni, hogy több, eltérő típusú, minőségű és különböző szintezettségű élőhelyet vizsgálunk egyszerre, és ezeket összehasonlítva a közöttük lévő távolságot számszerűsítjük, standardizáljuk. E tanulmány legfőbb célja volt, hogy egy referenciasorrendet hozzon létre többféle tér- és időléptékben vizsgált élőhelyek páncélosatka közösségeinek (Acari: Oribatida) genuszszintű prezencia-abszencia listái alapján. Ezen vizsgálat másodlagos célja, és ezúttal előfeltétele is, hogy a használni kívánt távolságok indikációs erejéről, vagyis a bennük lévő információtartalomról megbízható képet nyerjünk. A cönológiai indikációs módszerek fejlesztésének különös jelentőséget ad, hogy a klímaváltozás ökológiai hatásainak elemzéséhez ilyen módszerek kifejlesztése és alkalmazása nélkülözhetetlen, ez azonban napjainkban a klímaváltozással kapcsolatos kutatások nagy módszertani hiányossága (Hufnagel és mtsai, 2008; Harnos és mtsai, 2008). A páncélosatkák rendjének élőhelyük állapotának indikálására való alkalmasságát a csoport különleges tulajdonságai indokolták: a világon mindenütt előfordulnak, nagy számban és nagy fajgazdagságban élnek, ezen kívül a kinyerhetőségük jól kidolgozott és hatékony. A fenti tulajdonságok főleg cönológiai módszerek alkalmazásánál használhatók fel (Lebrun és van Straalen, 1995; Behan-Pelletier, 1999; Gulvik, 2007; Gergócs és Hufnagel, 2009). Az oribatida csoportra vonatkozóan már sokféle adat áll rendelkezésre különféle vizsgálatokhoz. Az eddigi tanulmányokat áttekintve azonban megállapítható, hogy hiányosságok fedezhetők fel egyrészt az adatok felvételezésében és standardizálhatóságában, valamint az ezt követő adatelemzési és szintetizálási módszerekben. Most érett meg arra az idő, hogy ezt kijavítsuk, és hogy megfelelő módszert dolgozzunk ki az eddig csak részlegesen kimutatott fontos jelenségek és mintázatok pontos felismerésére. Tanulmányunkban genuszszinten vizsgáltuk az oribatida közösségeket. A taxonómiai szint megválasztását több szempont is vezérelte. Egyrészt már korábbi vizsgálatok is kimutatták, hogy a fajszintről genuszszintre történő váltás nem okoz nagy adatvesztést (Podani, 1989; Osler és Beattie, 1999; Caruso és Migliorini, 2006). Döntésünk mellett szóltak olyan érvek is, hogy így nagymértékben ki tudtuk szélesíteni az általunk felhasznált adatbázisok mennyiségét, ami elengedhetetlen egy átfogó vizsgálat esetében. Ezenkívül az általunk végzett terepi vizsgálatoknál is meggyorsította és megbízhatóbbá tette a taxonómiai feldolgozást. A tér- és időbeli skála felállításánál azt az eredményt vártuk, hogy a genusz- illetve a később ebből kialakított családlisták alapján létrejövő páncélosatka-élőhely hasonlósági sorrend megfeleljen a valóságos tér- illetve időléptékeknek, vagyis minél távolabbi, illetve minőségileg különbözőbb élőhelyekről származó oribatida genuszlistáink vannak, annál nagyobb legyen a különbség az adott élőhelyeken talált genuszlisták között. Ha azonos helyről származnak az adatok, akkor is az időben távolabb eső listáknál nagyobb legyen a különbség a vizsgált minták között.

2. Anyag és módszer 2.1. A genuszlista-kategóriák Ahhoz, hogy meghatározhassuk, milyen tér-időbeli távolságnak felel meg két általunk vizsgált minta/site oribatida genuszlistája közötti hasonlóság, meg kellett határoznunk különböző kategóriákat. A továbbiakban kategóriának nevezzük az általunk létrehozott elemzési csoportokat, amelyeket az alapján határoztunk meg, hogy a vizsgált genuszlistapárok az adott tér- illetve időlépték mely kombinációjából származnak. Ezeket a kombinációkat a következőképpen kaptuk meg. Idő (I) esetében megkülönböztetünk 0, 2, 12, 24 és 52 hetet. Térben a legkisebb megkülönböztethető egység az eltérő szubsztrát volt (Z), majd

201


a különböző típusú élőhely/site (S), a különböző topografikum (T), és végül a legtágabb elkülönítés a faunabirodalom (B) volt. „A” azonost, „E” pedig eltérést jelent. Szubsztrátnak neveztük a legkisebb vegetációs szintet, például talaj, förna, avar, moha, fakéreg stb. A site-nak nevezett helylépték élőhelytípusokat takar, mint például esőerdő, mohaerdő, paramo, hegyi esőerdő, magashegyi bozótos stb. A topografikum a gyakorlatban országként jelenik meg, például Pápua Új-Guinea vagy Chile. A faunabirodalmak elkülönítésénél a Balogh és Balogh (1992) művében is megtalálható hat faunabirodalmat vettük figyelembe: Holarktis, Neotropis, Aethiopis, Orientalis, Australis (ott Notogea) és Archinotis (ott Antarctis). A szubsztrát- és site-szintű kategóriáknál megkülönböztettük a trópusokról és a mérsékelt övből származó adatokat, így azok a kategóriák két részre oszlanak: trópusi és mérsékelt. Ezek jelei a „tróp” és „mérs” lesznek a megfelelő kategóriák kódjában. Saját, magyarországi mintavételezésünk kapcsán pedig létrehoztunk 7 további kategóriát, amelyekkel azt kívántuk vizsgálni, hogy a kisebb léptékű földrajzi távolságnak (30-195 km) mekkora szerepe lehet a mintázatképzésben. Ezenkívül létrehoztunk egy kategóriát, amelyben a mintavételezés során keletkező esetleges különbségeket tudjuk felmérni. Ezen kategóriába olyan genuszlisták tartoztak, amelyeket homogenizált, ismétléses mintavételekből nyertünk ki, ezen kategória kódja HPM. A genuszlisták forrásai igen kiterjedt irodalmat fognak át, melyekbe 1958-tól kezdődően sok neves oribatidakutató, a világ minden kontinenséről és többféle élőhelyéről származó eredményei szerepelnek, de sok adat saját mintavételi munkáinkból származik. 2.2. A genuszlisták adatfeldolgozási módszerei Az adatbázisoknál csak azokat a listapárosításokat vettük figyelembe, amelyek minimum 9 genusszal rendelkeztek. Fontos volt a vizsgálatunkban, hogy a párokat csakis olyan genuszlisták között képezzük, amelyeket ugyanaz a kutató hozta létre a saját módszerével, így elkerültük a módszertani és taxonómiai szemléleti eltérésekből fakadó különbségeket. Miután felállítottuk a teljes genuszlista adatbázisunkat, mindegyik kategóriánál az oda tartozó genuszlistapárok esetében külön kigyűjtöttük a két lista genuszszámát és a közös genuszok számát. Mivel csak prezencia-abszencia adatok álltak rendelkezésünkre és a genuszlistapároknál nem vettük figyelembe a kontingenciatábla „d” értékét, így távolságfüggvényeknek az Ochiai- és a Jaccard-függvényeket használtuk (Podani, 1997). Az egyes kategóriákhoz tartozó hasonlósági adatot a kategóriába tartozó genuszlistapárokra kapott távolságfüggvény-érték átlagokból számoltuk ki. Arra vonatkozóan, hogy a kategóriákra kapott átlagértékek milyen mértékben különülnek el egymástól, mivel az adatainkra nem mindig állt fenn a függetlenség egy kategórián belül, összetett eljárással állapítottuk meg. Egy elemzési csoporton belül átlagosan 85 genuszlistapár volt. Minden kategória távolságfüggvény-értékeinek listájából randomszám-generátor segítségével az Excel-programban véletlenszerűen kiválasztottunk 15 darab távolságértéket. Ezt minden kategóriánál 10-szer végeztük el. Így minden kategóriánál kaptunk 10 darab 15 értékből álló adatsort megszámozva 1-től 10-ig. Az így kapott 10 darab kategórián belüli 15 értékből álló adattábla adatsorai már függetlenek voltak egymástól, és mivel a normális eloszlás nem minden kategórián belül teljesült, Kruskal-Wallis-féle statisztikai elemzésnek vetettük alá az adatokat a PAST program segítségével (Hammer és mtsai, 2001). Az 1-től 10-ig megszámozott 18 adatsoron belül külön-külön történt Mann-Whitney-féle post hoc- teszt, így kaptunk 10 darab 18×18-as post hoc-teszteredmény táblázatot. Ebből a 10 táblázatból készítettünk egyet, amelyben feltüntettük, hogy 10 alkalomból hányszor kaptunk szignifikáns eltérést 5 %-os hibahatárral. Ezek alapján tudtuk eldönteni, hogy mely kategóriák különböznek egymástól szignifikánsan. Az összes genuszlistánál Balogh és Balogh (1992) munkájában található osztályozás alapján létrehoztuk az egyes elemzési csoportokhoz tartozó családlistákat, és a fenti vizsgálatokat elvégeztük családszinten is.

202


3. Eredmények 3.1. A genuszlista-kategóriák sorrendje Az egyes kategóriák genuszlistái közötti, nagyságrendi sorrendbe állított Ochiai-távolság átlagértékeket, a hozzájuk kapcsolt standard error tartománnyal az 1. ábrán tekinthetjük meg. A kimagaslóan legnagyobb minták közti hasonlóságot az a kategória mutatja, ahol homogenizált parallel mintavétel történt (HPM). Ezt követik az azonos (AZ) és eltérő (EZ) szubsztrátból származó minták. Látható, hogy eszerint az elkülönítés szerint nem különböznek egymástól a kategóriák, mivel a sorrendjük keveredik. A különböző időpontokból, azonos típusú szubsztrátokból gyűjtött minták esetében a legnagyobb hasonlóság a kéthetes, majd rendre a 12 hetes, a 24 hetes és az 52 hetes időbeli távolságokkal összehasonlított genuszlisták között volt. A magyarországi mintáknál (Mo) megfigyelhető, hogy a nagyobb földrajzi távolságra lévő azonos típusú élőhelyen, de mégis azonos vagy eltérő típusú szubsztrátokban (.../távol) nagyobb különbség van a genuszösszetétel között, mint azokban, amelyek közelebbi élőhelyekről származnak (.../közel). A trópusi minták esetében az azonos és eltérő szubsztráttípusból származó adatokból kapott kategóriák hátrébb vannak, mint a mérsékelt övi kategóriák közül azok, amelyeket nem nagyobb földrajzi távolsággal hasonlítottunk össze. Az eltérő szubsztráttípusokból származó minták összehasonlításakor a „távoli” minták hasonlósága nagymértékben lecsökkent, és ennek következtében keveredik az élőhelytípusban különböző összehasonlításokkal.

1. ábra A létrehozott genuszlista-távolságok kategóriáinak sorrendje. A hasonlóság jobbról balra nő. A kódolást az Anyag és módszer fejezet tartalmazza. A nyilak azt mutatják, hogy az Ochiai-hoz képest a Jaccard-féle távolságfüggvénnyel az adott kategóriák sorrendje felcserélődött.

203


Fordított jelenséget figyelhettünk meg az élőhely-megkülönböztetések (site-ok) szintjén (AS és ES). Ott a trópusi területek élőhelyei jobban hasonlítottak egymásra, mint a mérsékelt öviek. A trópusi eltérő típusú élőhelyek közötti hasonlóság megelőzte a mérsékelt övi azonos típusú élőhelyek genuszlistái közötti hasonlóságot. Megfigyelhetjük, hogy a földrajzi távolság site-szinten is csökkenti a közösségek közötti hasonlóságot, mivel a távolabbi élőhelyek jobban különböznek egymástól, mint a közeliek. Az eltérő és azonos típusú site-ok nem különültek el nagymértékben. Arra találhatunk tendenciát, hogy az azonos égöv alatti összehasonlításoknál az eltérő site-típusok genuszlistái kevésbé hasonlítottak egymásra, mint az azonos típusú site-ok genuszlistái. Az eltérő típusú site-ok „távoli” oribatidák közösségeinek összevetésekor megint szélsőséges csökkenést figyelhetünk meg a hasonlóságban, vagyis az ES/Mo/távol átkerül a nagyobb léptékeket jelentő kategóriák közé. Az utolsó, legkisebb hasonlóságot mutató „blokkban” azok a kategóriák szerepelnek, amelyek már eltérő topografikumok között (ET) mérik az élőhelyszintű listák különbségét. A kategóriákon belüli sorrendnél figyelemre méltó, hogy az azonos típusú site (ET/AS) nagyobb hasonlóságot eredményez, mint az eltérő (ET/ES), függetlenül attól, hogy az eltérő topografikum azonos vagy eltérő állatföldrajzi birodalomban van-e (AB-EB). Ezek közé illeszkedik be az EB kategória is. Ezt nem vehetjük bele az eltérő topografikumba, mert itt az egyes faunabirodalmak közötti különbséget vizsgáltuk, egyesített genuszlistákkal. A Jaccard-féle távolságokkal számolva 3 kategóriapár sorrendje felcserélődik, de ez nem okoz ellentmondást a fent tárgyaltakkal. 3.2. A családlista-kategóriák sorrendje Családszinten az eredményeket a 2. ábra mutatja. Az azonos típusú szubsztrátból különböző időközönként gyűjtött minták családszinten kevésbé különülnek el egymástól, és a sorrendjük sem felel meg az időbeliségnek. Az azonos és eltérő szubsztrátból származó minták a genuszlistáknál tapasztalthoz hasonlóan keverednek egymással, a földrajzi távolság hatása családszinten is kimutatható. Eltérő szubsztrátok esetében továbbra is azt tapasztalhatjuk, hogy a trópusi minták között nagyobb a különbség, de az azonos szubsztráttípusoknál nem. Az élőhelytípusoknál azt láthatjuk, hogy az azonos élőhelytípus esetén családszinten a trópusi és a mérsékelt övi területeken nem nagyon különböznek egymástól, bár a sorrend eltér a genuszlistáknál tapasztalttól. Az eltérő site-típusoknál azonban ugyanaz a jelenség tapasztalható, mint a genuszlistáknál, vagyis a trópusokon az eltérő típusú élőhelyek oribatida közösségei jobban hasonlítanak egymásra, mint a mérsékelt égöviek. Míg az eltérő topografikumot jelentő kategóriák sorrendje és helyzete a genuszszinthez képest nem változott, addig a teljes sorrendben a legfeltűnőbb változás az eltérő faunabirodalmak (EB) hasonlóságának megnövekedése, és a szubsztrátszintű elkülönüléseket jelentő kategóriák közé ékelődése. 3.3. A genuszlista-kategóriák közötti távolságok szignifikanciája A homogenizált parallel mintavételből származó kategória toronymagasan elkülönül az összes többi kategóriától. Emellett azonban a 10-féle véletlenszerű kiosztás gyakran mutat eltérő eredményeket a kategóriák elválását illetően. Ami biztosnak mondható, hogy az AZ kategóriák igen közel állnak egymáshoz és az EZ kategóriákhoz. A bizonytalanságok az ES és AS kategóriák elkülönülésével kezdődnek az AZ és EZ, illetve az ET kategóriák csoportjaitól. Az ET kategóriák igencsak összetartóak, és egységesen nagyon elkülönülnek az EZ és AZ kategóriáktól. Ebből következik, hogy az ES és az AS kategóriák e két nagyobb tömb között ingadoznak, pontosabban változó, hogy éppen az ET vagy éppen az AZ/EZ tömbhöz állnak-e közelebb. Ez is azt mutatja, hogy a site-szinten összehasonlított genuszlisták közötti hasonlóság a szubsztrátok közötti nagyobb és a topografikum szintű kisebb hasonlóság között helyezkedik el. A trópusi és mérsékelt övek megkülönböztetése az adott habitatszinten csak az eltérő siteoknál (ES) számít nagyobb mértékben, azaz az ES-mérs és ES-tróp kategóriák különülnek el többször szignifikánsan. A genuszlistáknál tapasztalt elkülönülések családszinten is hasonló képet adnak.

204


2. ábra A létrehozott családlista-távolságok kategóriáinak sorrendje.A hasonlóság jobbról balra nő. A kódolást az Anyag és módszer fejezet tartalmazza. A nyíl azt mutatja, hogy az Ochiai-hoz képest a Jaccard-féle távolságfüggvénnyel az adott kategóriák sorrendje felcserélődött.

4. Megvitatás Eredményeinkben egyértelműen megmutatkozott, hogy a szubsztrátok közötti genuszlisták jobban hasonlítanak egymásra, mintha teljes site-okat vagy topografikumban is eltérő site-okat hasonlítunk össze. Ezek megfelelnek előző hipotéziseinknek. Azonban azt is elvártuk volna, hogy az eltérő szubsztrátok (EZ) között majd jóval kisebb legyen a hasonlóság, mint az azonosak között (AZ). Ezt az eredményt részben a sorrendeknél megkaptuk, de szignifikáns különbség nem volt. Egy adott szubsztráttípuson belül egy év leforgása alatt nem sok változás következett be a genuszösszetételben. A sorrend megfelelt a várakozásainknak, de az elkülönülések nem voltak szignifikánsak. A mi vizsgálatunkban legfeljebb 1 év különbséget lehetett figyelembe venni, de amikor Irmler (2006) 6 éven keresztül vizsgált egy bükkerdő talajában élő páncélosatka közösséget, az egyes évek közötti közösségszerkezetekben 75%-nál is nagyobb hasonlóságot talált. Az eltérő topografikumokat vizsgáló kategóriák (ET) egyértelműen elkülönülnek a csak szubsztrátszintet elkülönítő kategóriáktól. Ez tehát azt jelenti, hogy egy adott élőhelytípuson belül az azonos vagy eltérő szubsztrátok genuszlistái sokkal jobban hasonlítanak egymásra összetételben, mint az eltérő országok között teljes előhelytípusok közötti genuszlisták. A magyarországi különböző élőhelyekről származó szubsztrát- és site-szintű adatsoraink alapján láthattuk, hogy a földrajzi távolság, még egy a miénkhez hasonló kisebb országon belül is jelentős eltéréseket okoz a genuszösszetételek között. Zaitsev és Wolters (2006) a kontinentális méretű klíma szerepét vizsgálták Európában az oribatida közösségek fajgazdagságára és funkcionális szerkezetére. Szerintük a klímának csak moderáló szerepe lehet a

205


kontinensszintű oribatida diverzitás- és biomasszabeli változatosságban, ami azt sejteti, hogy valami más fontos tényezőnek kell lennie, amely nagyobb földrajzi távolságokban okoz nagyobb faj- és mint láttuk-, genuszszintű különbségeket. A teljes faunabirodalom genuszlistáiból létrehozott kategória nem különül el az eltérő topografikumokat és eltérő faunabirodalmakat összehasonlító kategóriacsoportoktól, vagyis a faunabirodalmak teljes genuszlistái annyira hasonlítanak egymásra, mintha legalább eltérő országból (topografikumból) származó site-listákat hasonlítanánk össze. Ez abból a szempontból figyelemre méltó, hogy a faunabirodalmak elkülönítése legfőképpen gerinces csoportok alapján történt meg, és ha egy gerinctelen csoportot veszünk figyelembe, jelen esetben az oribatidákat, akkor a gerinces szintű faunabirodalom-eltérés oribatida szinten kisebb topografikumokat fedhet le, nem pedig kontinenseket. Családszinten a faunabirodalmak közötti eltérés ugyanolyan különbséget jelent, mint amit az azonos vagy eltérő típusú szubsztrátokból származó családlisták közötti különbségek. Ez azt jelenti, hogy a faunabirodalmak családszinten nem különülnek el nagymértékben, éppen csak annyira, mintha egy adott élőhelyről származó több különböző mintát vennénk. Családszinten az oribatidák esetében a faunabirodalom nem hasznos elkülönítés, míg gerincesek szintjén ez volt az elkülönítés egyik alapja, ami nagy valószínűséggel azzal magyarázható, hogy az oribatida családok világszintű elterjedése történetileg megelőzte a kontinensek szétválását. Eltérő topografikumok site-jait vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy az azonos típusú élőhelyek oribatida közösségei akkor is jobban hasonlítanak egymásra az eltérő site-okban élőkéhez képest, ha eltérő faunabirodalmak között hasonlítjuk össze a genuszlistákat, vagyis ez megerősíti előző megállapításunkat, miszerint az élőhely típusának nagyobb lehet a mintázatképző szerepe, mint a faunabirodalomnak, ami egy korábbi felmérésünkkel is egybecseng (Balogh és mtsai., 2008). A családszintű elemzés eredménye sorrendiség szempontjából gyakran eltér a genuszszintűétől, de mivel ezek a sorrendek olyan helyeken térnek el a genuszszintű elemzéstől, ahol nem volt szignifikáns távolság kimutatható közöttük, ezért a legtöbb esetben nem számottevő ez az eltérés.

5. Következtetés A kapott kategóriasorrendek a legtöbbször megfeleltek a várakozásnak, főleg a genuszlistáknál, vagyis a nagyobb térléptéknek a genuszlisták között nagyobb távolságok feleltek meg. Az egy éven belüli időléptékek közti eltérést azonban sem genusz-, sem családszinten nem lehetett számottevő mértékben kimutatni, amely köszönhető főleg annak, hogy a páncélosatka közösségekben nincsen szezonális változás mérsékelt övi lomberdőkben. A kapott sorrend mellett a szignifikáns elkülönüléseket is figyelembe véve azt kaptuk, hogy jelentős elkülönülés tapasztalható a szubsztrátokban, egy adott országon belüli és országok közötti azonos vagy eltérő típusú élőhelytípusok genusz- és családlistái között. A családszintű vizsgálat nem sokban tért el a genuszszintűtől. Az egyetlen fontos különbség a faunabirodalmaknál figyelhető meg, amelynél azt tapasztaltuk, hogy a faunabirodalmak családlistái annyira hasonlítanak egymásra, mint az azonos típusú szubsztrátokból származó családlisták. Az oribatida csoport vizsgálata egyedülálló tulajdonságaik miatt jelentős, de máig nem kellőképpen kihasznált élőhelyállapot leírási lehetőséget rejt magában. Az adatok gyűlnek róluk, de sokszor rendszertelenül, és nem megfelelően összeegyeztethető módon. Ahhoz, hogy megfelelően tudjuk hasznosítani a bennük rejlő lehetőségeket, egyrészt a hatékony és rendszerezett adatfelvételt kell világszinten standardizálni és összehangolni, másrészt pedig az így nyert nagymennyiségű adathalmaz

206


integráló feldolgozását és értelmezését kell fejleszteni, módszerfejlesztési és eredményösszevonási vizsgálatokkal.

hasonlóan

a

mi

tanulmányunkhoz

Hivatkozások Balogh, J., Balogh, P., 1992. The Oribatid Mites Genera of the World. The Hungarian National Museum Press, Budapest, ISBN: 963-7093-04-4; 963-7093-06-0. Balogh, P., Gergócs, V., Farkas, E., Farkas, P., Kocsis, M., Hufnagel, L., 2008. Oribatid assembles of tropical high mountains on some points of the „Gondwana-bridge”- a case study. Applied Ecology and Environmental Research. 6(3): 127-158. Behan-Pelletier, V.M., 1999. Oribatid mite biodiversity in agroecosystems: role for bioindication. Agriculture, Ecosystems and Environment. 74: 411-423. Caruso, T., Migliorini, M., 2006. Micro-arthropod communities under human disturbance: is taxonomic aggregation a valuable tool for detecting multivariate change? Evidence from Mediterranean soil oribatid coenoses. Acta Eocologica. 30: 46-53. Gergócs, V., Hufnagel, L., 2009. Application of Oribatid Mites as Indicators. Applied Ecology and Environmental Research. 7(1): 79-98. Gulvik, M.E., 2007. Mites (Acari) As Indicators of Soil Biodiversity and Land Use Monitoring: a Review. Polish Journal of Ecology. 5( 3): 415-440. Hammer, Ř., Harper, D.A.T., and P. D. Ryan, 2001. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica 4, 1, 9pp. http://palaeo-electronica.org/2001_1/past /issue1_01.htm. Harnos, Zs., Gaál, M., Hufnagel, L.,(szerk.), [Bartholy, J., Birkás, M., Bobvos, J., Csete, M., Csörgő, T., DrégelyKis, Á., Erdélyi, É., Führer, E., Gaál, M., Gál, Sz., Gergócs, V., Harnos, A., Harnos, Zs., Horváth, L., Hufnagel, L., Ittzés, A., Jolánkai, M., Kern, A., Kovács, Sz., Ladányi, M., Nagy, K., Nováky, B., Páldy, A., Pálvölgyi, T., Petrányi, G., Révész, A., Sipkay, Cs., Solymosi, N., Szenteleki, K.], 2008. Klímaváltozásról mindenkinek. Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar. Matematika és Informatika Tanszék. Hufnagel, L.(szerk), Sipkay, Cs., Drégely-Kis, Á., Farkas, E., Türei, D., Gergócs, V., Petrányi, G., Baksai, A., Gimesi, L., Eppich, B., Dede, L., Horváth, L., Klímaváltozás, biodiverzitás és közösségökológiai folyamatok kölcsönhatásai in Harnos, Zs., Csete, L.(szerk), 2008. Klímaváltozás: környezet- kockázat- társadalom, Kutatási eredmények. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest. Irmler, U., 2006. Climatic and litter fall effects on collembolan and oribatid mite species and communities in a beech wood based on a 7 years investigation. European Journal of Soil Ecology. 42: 51-62. Lebrun, Ph., van Straalen, N.M., 1995. Oribatid mites: prospects for their use in ecotoxicology. Experimental & Applied Acarology. 19: 361-379. Osler, G.H.R., Beattie, A.J., 1999. Taxonomic and structural similarities in soil oribatid communities. Ecography. 22: 567-574. Podani, J., 1989. Comparison of ordinations and classifications of vegetation data. Vegetatio, 83: 111-128. Podani, J., 1997. Bevezetés a többváltozós biológiai adatfeltárás rejtelmeibe. Scientia Kiadó, Budapest. Zaitsev, A.S., Wolters, V., 2006. Geographic determinants of oribatid mite communities structure and diversity across Europe: a longitudinal perspective. European Journal of Soil Biology. 42: 358-361.

207


Mozgóképi adatállományok szerepe a mezőgazdaság oktatásában Marján Ákos Péter 1 Abstract. In my paper I examine the aspects of the preparation of a system may be used for an education, agriculture and related instructional films containing background information. The role of video in education and the use of copyright works in addition to describe the legal aspects of the system set up in the "AVIMEDAT" (agriculture and video metadata), tools used in the preparation, implementation modalities and functioning. The system is designed to professional education as required by the transfer of practical knowledge to help as an additional or replacement equipment. The "AVIMEDAT" allows video files and their associated metadata (background information) to upload, under which the site's database can be searched. Uploader's data entered by the general nature of agricultural topics can be too, to make it easier to find the resource as the most appropriate educational and presentations, personal preparation, as well as expertise in. The video file stored in one of - the loading specified by the - snapshot is made, for which comments, keywords, headings are appended, so first of downloading video content without a more precise idea, on the other, represented by the snapshots of the events is findable. With this system, carry out such a transparent and orderly implementation of video database. Keywords: webdesign, metadata, motion picture, education, copyright.

Összefoglaló: Dolgozatomban megvizsgálom egy oktatási célokra használható, mezőgazdasági témájú oktatófilmeket és azok háttér-információit tartalmazó rendszer elkészítésének szempontjait. A mozgóképek oktatásban betöltött szerepén és a szerzői művek felhasználásának jogi vonatkozásain túl ismertetem az általam létrehozott rendszer, az „AVIMEDAT” (Agronómia Videó- és Metaadatbázis) elkészítéséhez használt eszközöket, létrehozásának körülményeit és működését is. A rendszer feladata, hogy a szakmai oktatás által megkövetelt gyakorlati ismeretek átadása során segítsen, mint kiegészítő vagy akár helyettesítő eszköz. Az „AVIMEDAT” lehetővé teszi videó-állományok és a hozzájuk tartozó metaadatok (háttér-információk) feltöltését, melyek alapján a honlap adatbázisában keresni lehet. A feltöltő által felvihető adatok az általános jellegűeken túl mezőgazdasági témájúak is lehetnek, így könnyítve meg a tananyaghoz leginkább alkalmas oktatófilm megtalálását, mind az előadások, egyéni felkészülés, mind pedig szaktanácsadás során. A videó-állományokról a feltöltés során - a feltöltő által meghatározott számú - pillanatkép készül, melyekhez megjegyzéseket, kulcsszavakat, fejezetcímeket fűzhetünk, így egyrészt a mozgóképek tartalmáról letöltésük nélkül is pontosabb képet kaphatunk, másrészt pedig a pillanatképek által reprezentált eseményekre is rákereshetünk a továbbiakban. Ezzel a rendszerrel kivitelezhető egy átlátható, rendezett videó adatbázis megvalósítása. Kulcsszavak: webfejlesztés, metaadat, mozgókép, oktatás, szerzői jog.

1. Bevezetés A mezőgazdasági gyakorlat megismerése, a gyakorlatias szemlélet kialakítása, az agrármérnökképzés egyik sarkalatos pontja. A végzett agrármérnököknek, ha megfelelő szintű gyakorlati ismeretekkel rendelkeznek, sokkal könnyebb a pályakezdés, a munkahelyi szervezetbe történő beilleszkedés, biztosabbak az elméleti ismereteik gyakorlati alkalmazásában. Önmagában viszont egyetlen képzési forma sem vállalkozhat arra, hogy a termelésben eltöltött évek tapasztalatainak megfelelő gyakorlati ismeretekkel vértezze fel a végzett mérnököket. Ezért szakterületünk eredményes oktatása elengedhetetlenné teszi tárgyi ismereteink kiegészítését tapasztalati úton nyert ismeretekkel, miket tangazdaságokban szerezhetünk meg tanulmányútjaink során. Tapasztalatom szerint ezen utak megszervezése rengetek akadályba ütközik és hasonlóképp függ az időjárástól és évszaktól, mint maga a gazdálkodás. Így kézenfekvő lehetőség lenne a tanulmányutak 1

Marján Ákos Péter University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

208


témáját feldolgozó filmek vetítése a szakirányú órák során, amelyek nem válthatják ki az összes ilyenfajta személyes megfigyelést – nem is ez lenne a célja - , hanem kiegészítené azokat, a lehetőség bővebb tárházát nyújtva a tantárgy részletesebb vagy szerteágazóbb oktatására.

2. Célkitűzés Az oktatási célú, agronómiai vonatkozású felvételeket egy olyan adatbázisban szeretném tárolni, ahonnan könnyen visszakereshetőek és elérhetőek, mindezt a világhálón, függetlenül helytől és időtől. Ugyan a mozgóképi adatállományok tárolása és elérhetősége elsődleges fontosságot élvez, de használatukat jelentősen megkönnyíti, hogy akár az általunk keresett kifejezés alapján is eljuthatunk ahhoz a konkrét oktatófilmhez, amit az előadás keretében felhasználhatunk. Ezt a feltöltő által megadott háttérinformációk, más néven metaadatok segítségével tehetjük majd meg. Portálom fantázianeve, az „AVIMEDAT” az Agronómiai Videó- és Metaadatbázis rövidítése, utalva témájára, funkciójára és szolgáltatására. Az adatbázisban archivált videók között mezőgazdasági vonatkozás szerint is lehet majd keresni, ami igen kényelmessé tenné az órán való tervezett – vagy akár csak ad hoc – használatát is. Elég megadni néhány kulcsszót, a szakterületet, az ágazatot, a termesztett növény nevét vagy akár egy munkafolyamatot és az igényeinknek megfelelő videók közül választhatjuk majd ki az előadás témájához leginkább kapcsolódó dokumentum-, oktató- vagy egyéb informatív jellegű filmet. Az állományon belüli keresés lehetőségét is megvalósítom, ezzel megkímélve a leendő felhasználókat a felesleges letöltésektől és időrabló keresgéléstől. Minden feltöltött mozgóképnél a feltöltő határozhatja meg, hogy hány pillanatképet szeretne kimenteni, azokat képes tartalomjegyzékként használva. A képek mellé fűzött megjegyzések pedig tovább javíthatják egy filmrészlet megtalálásának valószínűségét.

3. Eszközök Elképzelésem – a mezőgazdasági szakterülethez kapcsolódó videó fel- és letöltő szolgáltatás – megvalósításához platform-független eszközökre volt szükségem, hogy az esetleges eltérő szoftveres és hardveres felszereltséggel rendelkező vagy egyéb technikai hátránytól szenvedő felhasználókat se zárjam ki az alkalmazás használatából. Legjobb példa erre az operációs rendszerek közötti, nehezen áthidalható különbségek. Ráadásul a rendkívül széles körben elterjedt okostelefonok és hasonló mobil eszközök birtokosai is számottevő felhasználói bázist takarnak, így arra a következtetésre jutottam, hogy egy egyszerű böngészőprogram keretein belül futtatható alkalmazás a legmegfelelőbb megoldás. A webes szkript nyelvek közül a legnépszerűbb és leginkább támogatott a PHP (Hypertext Preprocessor), ami a legtöbb webszerverre és operációs rendszerre is telepíthető, így a választásom erre a programozási nyelvre esett. A PHP és HTML nyelvekkel bizonyos esztétikai és funkcionális elemek megvalósít-hatatlanok, így az alkalmazás írása során használtam a CSS és Javascript nyelveket is. Mivel az alkalmazásom elsődleges célja adatok felvétele, tárolása és majdani szolgáltatása, ezért elengedhetetlen egy relációs adatbázis kezelő is. Legalkalmasabbnak a MySQL nyelvet találtam, mivel platform független, több programozási nyelv is támogatja és kiválóan alkalmazható dinamikus webhelyek kiszolgálására. A weboldal szerkesztését a XAMPP 1.7-es nyílt forrású web-szerver csomag használatával végeztem, mely magában foglalja az Apache web-szervert, a MySQL adatbázis kezelőt és használja a PHP 5.2.6. utasításkészletét. A csomag tartalmazza a phpMyAdmin kezelőfelületet, mellyel az adatbázis karbantartását végezhetjük el kényelmesen, magyar nyelven. Ugyan létezik újabb verzió is az 1.7-esnél, de a következőkben említésre kerülő FFMPEG-PHP kiterjesztés egyelőre még nem kompatibilis a PHP legújabb, 5.3-as változatával. Az FFMPEG kiterjesztés adja az „AVIMEDAT” egyik legfontosabb funkciójának az alapját. A feltöltött videókból képeket menthetünk ki általa, melyeket a videón belüli tájékozódáshoz használhatunk

209


anélkül, hogy a videót meg kéne nyitnunk. Az elkészült pillanatképek mellé megjegyzéseket fűzhetünk, amolyan forgatókönyv vagy tartalomjegyzékként használhatjuk. A programot külön kell telepíteni a webszerverre és a szükséges rendszerfájlokat pedig az operációs rendszerhez hozzáadni.

4. A rendszer megvalósítása Legelső dolgom meghatározni a tárolni kívánt információk körét. Mivel ezen információk nyújtják a program elsődleges szolgáltatását, ezért minden funkció ezekre épül. Egy rosszul felépített adatbázis utólagos módosítása rengeteg nehézséggel járhat. Igazodva a Dublin Core metaadat készletéhez és kiegészítve azokat az általam fontosnak és hasznosnak vélt tételekkel felvázoltam az adatbázis végleges tervét. A Dublin Core metaadat elemkészlete 15 alap-adatelemből áll mely lehetővé teszi, hogy adatbázisunk átjárható és szabványos legyen. 4.1. Az adatbázis szerkezete A weboldalt kiszolgáló adatbázis alapvetően 10 táblából áll. Ezek a táblák tárolják azokat az adatokat, amiket a felhasználók felvisznek és a későbbiekben használni fognak. Ezen felül létrehoztam még egyet, amely a regisztrált felhasználókat és azok jogosultságait tartalmazza majd. Erre azért lesz szükség, mert egyes funkciók nem érhetőek el vendég felhasználók számára. Az összes altábla kapcsolatban áll közvetve, vagy közvetlenül az alapadatok táblával. Így az adatokkal való műveletekhez írt utasítások könnyebben létrehozhatóak és átláthatóbbak. Ezzel az adatbázissal megvalósíthatóak az általam eltervezett modulok és a jövőbeni bővítés sem akadály.Az adatbázis szerkezete az 1. ábrán látható.

1. ábra Az adatbázis szerkezete

4.2. A felhasználói felület A kezelőfelület úgy terveztem meg, hogy átlátható és könnyen használható legyen, az összes lehetőség kézre álljon. A felső menüsorból az összes lehetőség elérhető bármely aloldal esetén. Bár az oldal elsődleges funkciója, az adatbázisban való keresés a bejelentkezetlen vendégek számára is lehetséges, az

210


összes funkció használatához csak a regisztrált felhasználónak van joga.A beléptető rendszer a munkamenetfüggvényeken alapszik. A belépés után elindul egy munkamenet ( „SESSION”), ami egészen a kilépésig vagy a munkamenet azonosító elévüléséig felhatalmazza a regisztrált felhasználót, hogy a védett tartalmakat is használhassa, megtekintse. Ezen munkamenetekben változókat is tárolhatok, amik hasznosak lehetnek a böngészés során. Ha bejelentkeztünk, jogunk lesz videóállományok feltöltéséhez is. Az oldal ezen funkciója a legbonyolultabb, összesen kilenc függvényből épül fel. Az első függvény egy űrlapot hoz létre, mely segítségével videónk adatait adhatjuk meg, valamint feltölthetjük a kívánt mozgóképet és megadhatjuk a kimenteni kívánt képkockák számát. A főbb meta-adatokat a 2. ábrán látható felületen vehetjük fel.

2. ábra Az alapadatok beviteli felülete

Ha végeztünk az adatok bevitelével, az űrlap form átadja azokat annak a függvénynek, amely az „insert” MySQL parancs keretében feltölti az alapadatok táblába. Ha a művelet sikeres, akkor továbbléphetünk a videón belüli események részletezésére. Ebben a munkafolyamatban egy függvény pillanatképeket készít az általunk feltöltött videóból. A függvény az FFMPEG-PHP nevü API-t használja, mely lehetővé teszi audió és videó fájlok elérését és belőlük történő információk kinyerését. Lehetőséget

211


biztosít videó állományokból való képkockák kimentésére és azok manipulálására a PHP kép függvények segítségével. A feltöltött rekordunk a 3. ábrán látható formában lesz elérhető a továbbiakban.

3. ábra A videoállomány adatai

Ha úgy döntünk, hogy videóállományunk metaadatai módosításra szorulnak, akkor változtathatunk rajtuk a szerkesztés gombra kattintva. Ekkor a részletes nézet elrendezéséhez hasonló oldalon szerkeszthetjük adatainkat. Csak azokat az adatokat módosíthatjuk, amiket az eredeti feltöltésnél is mi adtunk meg. Ha egy rekordot szeretnénk törölni, akkor arra egy egyszeri jóváhagyás után kerül sor. A rekord az alapadatok és az összes hozzá kapcsolódó táblából törlődik. A törölt rekord azonosítóját a jövőben egy új feltöltés sem kaphatja meg. Erről a MySQL „auto increment” kifejezése gondoskodik. 4.3. A keresés funkció A keresés funkció alapja a MySQL „Full-Text Search” algoritmusa, ami a „FULLTEXT” index segítségével keres a táblák rekordjaiban. Szabályosan csak az ilyen módon indexelt mezőkben (és MyISAM táblákban) kereshetünk, amely csak karakteres (CHAR, VARCHAR, TEXT) típusú lehet. Keresőmotorom a „MATCH() AGAINST()” szintaxist követi, ahol is az első zárójelben megadjuk azokat a mezőket, amiben keresünk, a másodikban pedig azt a kifejezést, amit meg szeretnénk találni.

212


Esetemben a zárójelek „SWITCH” kapcsolók kimeneteit és az űrlapoktól kapott változókat tartalmaznak. Erre azért van szükség, mert a keresési feltételek a felhasználó igénye szerint változnak. A keresés során öt tényezőt módosíthatunk kedvünk szerint. A keresés módja alapbeállításként a „teljes keresés”, amikor is a „Full-Text” keresés „természetes nyelv” módja lép életbe. A gyakorlatban ez annyit tesz, hogy a vizsgált kifejezés minden szavát külön-külön megvizsgálja. Bármelyik szó is szerepel a keresettek közül az adatbázisban, az azt tartalmazó rekord a találatok között fog szerepelni függetlenül attól, hogy esetleg nem a beírt sorrendben tartalmazza azokat. A keresés során bármely egyező rekord egy találati értéket kap attól függően, hogy mennyire felel meg a keresett kifejezésnek. Az a rekord, amelyben az összes keresett szó szerepel, magasabb értéket kap, mint az, amelyikben csak az egyik keresett szó. A keresés eredményét pedig a találati értékek szerinti csökkenő sorrendben kapjuk meg. Hátránya és egyben előnye is a „természetes nyelv” módszernek, hogy azokat a szavakat, amelyeket vizsgált táblánk rekordjainak több mint 50%-a tartalmazza, nem vizsgálja a keresés során. Így koncentráltabb eredményeket kaphatunk, keresésünk gyorsabban lefut, viszont emiatt nem vizsgálja a szótöredékeket, csak a külön álló kifejezéseket. Ha a szótöredékeket is vizsgálni szeretnénk, akkor a teljes helyett a szótöredékekre való keresést kell választanunk. Ez az előzőtől eltérően nem a „természetes nyelv”, hanem a „logikai mód” segítségével lehetséges. Ekkor az „IN BOOLEAN MODE” módosítót kell hozzáfűzni a „MATCH AGAINST” utasításhoz és a keresett kifejezést „*” jelek közé tenni. Ezáltal kereshetőek lesznek a szóeleji és szóvégi részletek is. Sajnos a keresés ebben a módban már nem vizsgálja, hogy mennyire egyezik meg a talált érték a keresett kifejezéssel, így már nem rendezhető a lekérdezés a találati értékek szerint, viszont nem kizárólag csak fulltext indexű mezőkben tud keresni és az 50%-osnál nagyobb arányban jelen lévő szavakat is megtalálja. Ha kifejezetten egy szóösszetételre vagyunk kíváncsiak, ahol a szavak sorrendje is számít, akkor a „kifejezésre való keresés”-t kell választanunk. Ez is a logikai keresési módot használja, de csillag jel helyett idézőjelbe kell tenni a keresett szöveget. Miután eldöntöttük, hogy milyen keresést használunk, kiválaszthatjuk, hogy mely mezőkben akarunk keresni. Alapesetben az összes „fulltext” indexű mezőn végig fut a keresés, de akár megadhatjuk, hogy csak a címben vagy csak a képes tartalomjegyzékben keressen. Megadhatjuk azt is, hogy a keresés eredménye milyen szempont szerint legyen sorba rendezve. Az alapérték a kapcsolati érték, vagyis a relevancia szerinti csökkenő sorrend, de akár a készítés ideje szerint is rendezhetjük, csökkenő vagy növekvő sorrendbe. A keresést szűkíthetjük évszám és a videoanyag hossza szerint is. A keresésen túl lehetőségünk van bizonyos feltételek szerint lekérdezést végezni az adatbázisban, így keresési kifejezések nélkül is találhatunk az igényeinknek megfelelő mozgóképeket. Ezt a lehetőséget láthatjuk a 4. ábrán.

213


4. ábra A „Kategóriák” menüpont felülete

5. Következtetés Célomat, a mezőgazdasági vonatkozású tárgyak oktatására használható web oldalt az „AVIMEDAT” fantázianevű portálom megvalósításával értem el, ami a dolgozatomban meghatározott feltételeknek minden szempontból megfelel. A videó-állományok feltöltése után azok tartalmában három féle keresési eljárással is megtalálhatjuk az általunk megadott kifejezést és az eredményt egyéni igényeinknek megfelelően szűrhetjük és sorba rendezhetjük. Az arra jogosultak pedig szerkeszthetik az adatbázist, a feleslegessé vált vagy problémás tételeket pedig törölhetik is. Portálom jó kiindulási alapja lehet egy ténylegesen bevezetni kívánt rendszernek. A szempontok, ami alapján megterveztem oldalamat, a további fejlesztés során is megállják a helyüket. A felmerült problémák kijavításával és a meg nem valósított ötletekkel egy életképes megoldás születhet a mozgóképi adatállományok alkalmazására a mezőgazdaság oktatásában.

214


Mezőgazdasági szaktanácsadás on-line támogatással – On-line benchmarking tesztüzemi adatok alapján Sápi András 1 Abstract. „Automatic driving, precision farming, angular offset compensation, automatic vaporizer”, these definitions are only several of those automation – serving activities that are available even today. What can be said about the immaterial services on that field? How much would farmers appreciate a “robot consultant” working online? Following this stream of thought, my goal is to create an online consultancy system which gives advices to the farmers about the expected future situation of their farms, and detects possible bankruptcy – situations based on certain financial, accounting and economic indicators. Furthermore, my goal is the partial reformation of the consultancy system, which allows the replacement of human consultants with online “robot” consultants, which would be a new option besides the personal consultations. Keywords: consultancy, benchmarking, financial – accounting indicators.

Összefoglaló. Az „Automata kormányzás, precíziós gazdálkodás, dőlésszög-kompenzáció, automata permetező”, ezen fogalmak csak néhánya azoknak az automatizálást szolgáló tevékenységeknek, amely már napjainkban is elérhetők. De vajon mi a helyzet az immateriális jellegű szolgáltatásokkal ugyanezen a területen? Miként/milyen érdeklődési szinttel állnának a termelők hozzá egy tegyük fel, online működő „robot tanácsadóhoz”? Ezen szálat követve, célom egy olyan on-line szaktanácsadó rendszer kialakítása, melyben bizonyos pénzügyi, számviteli és gazdasági mutatók alapján a gazdálkodó tanácsot szeretne kapni üzeme várható alakulásáról és így az esetlegesen felmerülő csőd-helyzetek detektálásáról. További célom a szaktanácsadási rendszer részleges reformálása, mely kapcsán az eddigi kizárólagosan személyes konzultációk mellett lehetőség nyílna a tanácsadó helyettesítésére, online „robot” tanácsadók által. Kulcsszavak: tanácsadás, benchmarking, pénzügyi – számviteli mutatók.

1. Bevezetés Tisztelt Olvasó az alábbi fejezetben először megismerkedhet a téma jelenlegi helyzetével és azon lehetőségekkel röviden, amelyeket az automatizáció/automatizált tanácsadás magában hordozhat a mezőgazdaság terén. Ezt követően a jelenlegi helyzetet (vö. best practice) meghaladóan kerülnek megfogalmazásra a célok, hasznosság, illetve a megszólítandó célcsoportok kerülnek ismertetésre. 1.1. Cél A tanulmány elsődleges célja egy „Jól szervezett, online tesztüzemi üzemcsoportos és anonim üzemi (monetáris és naturális) adatok alapján (vö. http://miau.gau.hu/myx-free/olap/olap2/2_olap_m.php3) online, automatizált tanácsadás az érintett objektumok (régiók/vállalkozások) adatainak/becsléseinek bekérését (plauzibilitás-tesztjét) követően”. (Forrás: Pitlik, http://miau.gau.hu) A mérlegelemzések negatív tendenciájú eredményeként feltárt információ felhasználásával megelőzni az esetlegesen bekövetkező csőd-közeli állapotokat, valamint pozitív jellegű visszajelzés esetén igazolást adni az üzem megfelelő irányú működéséről és így megerősítvén a gazdálkodót a jövőbeni profit realizálás lehetőségéről amennyiben hasonló termelési és tevékenységi szint mellett folytatja vállalata irányítását (vö. online döntéstámogató szimulátor). 1

Sápi András University of Szent István, 2103 Gödöllő, Páter Károly utca 1, Hungary [email protected]

215


Fontos szempont az automatizálásnál, hogy az egyensúlyteremtés figyelembe vételével történjen (csak ott és csak annyi robotizálás, amennyi szükséges: megtalálni azokat az élethelyzeteket melyeknél az egyensúlyteremtés érvényesül és mindezt on-line). Hosszabb távú cél olyan üzleti modell kialakítása, mely keretében a dolgozat eredményei megjelenhetnek a piacon. Ahol elsődlegesen az ügyfél egzisztálásának elősegítésével és támogatásával a saját megélhetés is lehetővé válik. Valamint a dolgozat stratégiai szinten fogalmazza meg a tanácsadás helyes megközelítését, és kísérletet tesz ezen stratégiák operatív szintű realizálására. 1.2. Célcsoport Jelen elemzések/szolgáltatások potenciális célcsoportját azok az egyéni árunövény-termelő gazdálkodók jelentik, akik a mérleg adataik és egyéb pénzügyi mutatószámok alapján tájékoztatást szeretnének kapni üzemük életképességének dinamikus változásáról, és az így kapott információ birtokában a jövőt befolyásoló döntéseket hozni, mellyel az esetlegesen még fel nem ismert csődhelyzetek elkerülhetők. Másrészről a szaktanácsadók megszólítása, a munkafolyamatok kiszélesítése érdekében és a velük lefolytatott kooperáció után a szolgáltatás felhasználóbarát jellegének magasabb szinten való kialakítása valamint hatékonyságának javítása. Harmadik félként megjelennek a dinamikus (több évre szóló) elemzésből következően a hitelt nyújtó bankok, ahol a kockázat elemzés, vagyis az üzem „törlesztő” képességének vizsgálata elengedhetetlen feltétele a kockázat-alapú hitelnyújtásnak. Negyedik félként pedig az adatbázist szolgáltató szervezet az Agrárgazdasági Kutató Intézet (későbbiekben AKI) jöhet szóba, mint egyfajta új tanácsadási szolgáltatás a Tesztüzemi adatgyűjtésben részt vevő gazdálkodók/vállalatok1 számára, ahol az „ingyenes könyvelés” (KAPRONCZAI, 2008) mellett még ez jelenhetne meg. Célterületként pedig szóba jön a nemzetközi szinten történő terjeszkedés, lévén a dolgozat egy szelete a mezőgazdasági tanácsadás új módszertani alapokra helyezését feszegető Giessen-Gödöllő egyeztetéseknek. A későbbiekben pedig, mindenki ügyféllé válik, aki valamilyen érdekvédelmi szervezetnek a tagja és így ezen szervezetek általános szolgáltatási csomagjához tartozna az e fajta tanácsadó rendszerekhez való hozzáférés, amit a felhasználó automatikusan megkap a tagsági díj befizetésekor. 1.3. Hasznosság A megadott pénzügyi adatok alapján a Tesztüzemek tekintetében az adott üzem pozícionálása statikus esetben, dinamikus oldalról pedig a megszerzett tudás haszna, mellyel elkerülhető a csőd-közeli állapot. Másrészről a cégminősítés hasznossága, de miért is? „A jelenlegi gazdasági helyzetben versenyelőnyt jelent, ha a vállalkozás saját magáról vagy partnereiről független pénzügyi minősítéssel rendelkezik. Aki rendelkezik a bizalom védjegyével, az azt bizonyítja, hogy stabil lábakon áll, hosszútávra lehet vele együttműködést tervezni, nincsen titkolni valója a partnereivel szemben. Végső célunk az, hogy a gazdaság szereplői tisztában legyenek partnereik fizetőképességével és teljesítőképességével...a védjegy használata nem kötelező, azonban meggyőződésünk, hogy aki fontosnak tartja, hogy a piaci szereplők felé is bizonyítsa pénzügyi stabilitását egy független pénzügyi minősítéssel, az sokkal megbízhatóbb partnerként jelenik meg a piacon. A megbízhatóságnak pedig jelen gazdasági helyzetben nagyobb a jelentősége, mint bármikor máskor!”

216


(Forrás: MCM-Magyar Cégminősítő (2004): "A http://www.adossagborze.hu/index.php?m=16791 [Letöltve: 2009.09.15] )

Bizalom

Védjegye",

2. Anyag és módszer Fontos volt az adatbázis kiválasztásánál az, hogy olyan adatokat tartalmazzon, melyek az agrárszektorban tevékenykedő vállalatok tevékenységéről és működéséről szólnak, s általános érvényűen rendelkezésre állhatnak. Így esett a választás a szabadon kezelhető, nagy mennyiségű adattal rendelkező tesztüzemi adatbázisra. Valamint lényeges volt még a rendszeres évenkénti adatgyűjtés kritériuma és az évenkénti homogén mutatók jelenléte a dinamikus elemzéshez. 2.1. Számviteli és pénzügyi mutatók, mint az üzem pozicionálás eszközei Egy vállalkozás tevékenységének megítéléséhez a számviteli és pénzügyi mutatói a legalkalmasabbak. Így ezen mutatókat kinyervén az adatbázisból, azonnal felhasználhatóvá váltak, mint az üzempozicionálás eszközei. 2.2. Mutatók a Mérlegből és az Eredmény-kimutatásból A tanácsadáshoz az alábbi Mérleg és Eredmény-kimutatás mutatók kerülnek inputként bekérésre: • Befektetett pénzügyi eszközök (Ft/ha) • Adózott eredmény (Ft/ha) • Értékesítés nettó árbevétele (Ft/ha) • Aktivált saját teljesítmények (Ft/ha) • Vásárolt anyagköltségek (Ft/ha) • Eszköz érték (Ft/ha) • Forgó eszközök értéke (Ft/100ha) • Kötelezettségek értéke (Ft/ha) • Mérleg szerinti eredmény (Ft/ha) • Saját tőke (Ft/ha) • Személyi jellegű ráfordítások (Ft/ha) A szakirodalom hosszan taglalja e mutatók hasznosságát és lehetőségüket a csőd- és trendelőrejelzés területén, így ezt a szálat követve kerültek bele az elemzésbe, valamint, mert a Tesztüzemi adatbázis nagyrészt a pénzügyi mutatókból tartalmaz adatokat. 2.3. Mutatók a gazdálkodási tevékenység jellemzésére A tanácsadáshoz az alábbi termelékenységet leíró mutatók kerülnek inputként bekérésre: • Cash Flow (Ft) • Dinamikus eladósodottsági mutató (év) • Agrártámogatások értéke (Ft/ha) • Egyéb forrásokból származó bevételek (Ft/ha) • Ingatlanok értéke (Ft/ha) • Likviditási ráta (%) • Likviditási gyorsráta (%) • Munka-jövedelmezőség értéke (Ft/ÉME) • Nettó beruházás értéke (Ft/ha) • Standard Fedezeti Hozzájárulás (későbbiekben SFH) (Ft) • Termelési érték arányos jövedelmezőség (%) • Beruházási támogatások (Ft/ha)

217


Ezen mutatók a legkülönbözőbb bontásban kerülnek megjelenítésre a Tesztüzemi adatbázisban (pl. Ingatlanok tovább van bontva termőföld, ültetvény és épületekre), így e bontások teszik ki lényegében a mutatók nagy részét. Az elemzéshez kizárólag az összesített értéket kifejezők lettek felhasználva (pl. Ingatlanok összes), így egyszerre került kezelésre minden részeleme az adott mutatószám-csoportnak. 2.4. A tanácsadás alapja Az alkalmazott/bekért mutatók mindegyikéhez (évenként) tartozik 4 db kvartilis érték az alábbi jelöléssel (--,-,+,++). A kvartilisekhez a következő magyarázat tartozik: „++: felső negyed (az egy gazdaságra jutó mérleg szerinti eredmény alapján csökkenő sorba rendezett gazdaságok első 25 %-a) +: második negyed (az egy gazdaságra jutó mérleg szerinti eredmény alapján csökkenő sorba rendezett gazdaságok második 25 %-a) -: harmadik negyed (az egy gazdaságra jutó mérleg szerinti eredmény alapján csökkenő sorba rendezett gazdaságok harmadik 25 %-a) --: alsó negyed (az egy gazdaságra jutó mérleg szerinti eredmény alapján csökkenő sorba rendezett gazdaságok utolsó 25 %-a)” (Forrás: AKI, https://www.aki.gov.hu/ )

3. Eredmények Eredményként említhető meg a tanácsadás részleges automatizálása (http://miau.gau.hu/myxfree/index.php3?x=exs0003), nagy hangsúlyt fektetvén a konzultációs folyamatok részleges helyettesítésére, mellyel erőforrások takaríthatók meg, valamint online bármikor elérhetők ezek a szolgáltatások. Valamint az automatizálás példájára létrejött, tanácsadási folyamatokat részben helyettesítő online felület, amely a következőképpen jellemezhető: „Objektivitás A minősítés alapját a vállalati pénzügyi kimutatásokból számítható mutatószámok képezik. Egységesség Az összes vállalatot azonos módszerrel, azonos összehasonlítási skálával értékeljük. Többváltozós, egyidejű minősítés Vállalatcsoportok, vállalati rangsorok, „toplisták” kialakítása történhet meg több ismérv egyidejű figyelembevételével. Függetlenség A vállalati mérlegek „személytelenségéből” adódóan a cégek megítélése pártatlan.” (VIRÁG, 2004) Az említett előnyöknek köszönhetően a módszer alkalmas olyan esetekben, amikor a vállalati teljesítményt objektív eljárással, egységes módon kívánjuk meghatározni. Valamint a lefojtatott elemzések után, több vállalat esetében lehetőség nyílik a gazdaságok több szempontú minősítésére és rangsorolására amennyibe erre igény merül fel.

4. Élethelyzet bemutatása Adott egy egyéni árunövény termelő, aki részt vett a tesztüzemi adatbázis gyűjtésében, ill. azonos módszertannal képes a keresett mutatószámok biztosítására és tájékoztatást szeretne kapni arról, miként alakult a gazdálkodás sikerességének tendenciája az évek tekintetében (tesztüzemi viszonylatban). Az

218


online felületen megadja a kért mutatókat, melyeknek hátterében az algoritmus elhelyezi az értékeket mutatószámonként és évente a három értékelési kategória (alsó=problémás=piros, középső=átlagos=sárga, felső=megnyugtató=zöld) szerint. Így évenként összegezve láthatóvá válik, a mutatók erőtereinek eloszlása, az évek során pedig leszűrhető egy tendencia az üzem tevékenységét illetően. Javuló, azaz folyamatosan zömmel a felső csoportba sorolhatók a mutatók, tehát folytathatja termelését a megszokott módon, stagnáló tehát zömmel a középső csoportba illeszthetők a mutatók, valamint csökkenő, ahol a mutatók egyre nagyobb része sorolható az alsó csoportba, így intézkedéseket ajánlott tennie, amennyiben el kívánja kerülni az esetleges csőd-helyzeteket. A gyanúgeneráló rendszer használatával minimalizálható a pénzügyi és egyéb tanácsadók alkalmazása, mellyel anyagi erőforrás takarítható meg.

5. Következtetés Az elért saját eredmények a szaktanácsadás terén több szintre vezethetők vissza: először is az objektivizálás, ahol a mérleg, eredmény-kimutatás és egyéb (naturális) adatokból hosszú távú következtetéseket lehet levonni, trendeket lehet meghatározni és objektívan (az adatokon keresztül) lehet látni/láttatni egy vállalat tevékenységét. Másodszor a tudástöbblet, mely az adatból indul, és információvá alakulásához a szakértő tudása kell és ezen tudás, ami, ha algoritmusba foglalható, akkor kerülhet előtérbe az automatizáció, mely az ember felszabadítását jelenti minden olyan (repetitív) tevékenység alól, mely gépi programba foglalható és ehhez még hozzájárul, hogy így a szaktanácsadó tudása (a gépi programozás révén) nem vész el. Eredményként jelenik meg a realizálható haszon, több oldalról is jelentős, mégpedig a tanácsadó oldaláról, akinek tudása szakértői rendszerekbe van foglalva, így lényegében akkor is használják tudását, amikor nem tud róla (ez tekinthető a tudás transzfer megreformálásának), hanem közben pl. személyes konzultációkat folytat. A vállalkozó oldaláról, akinek nem kell kifizetnie ilyen esetekben a konzultációkért járó magasabb összegeket, hanem elég csupán a számítógép elé ülni, ahol ugyanúgy minőségi tanácsokat kaphat. Valamint eredményként jelenik meg az eddig félreértelmezhetően (álobjektivizálásra törekvően) használt mérleg- és eredmény-kimutatás adatok, valamint pénzügyi mutatók szisztematikus, mindentmindennel összevetve történő automatizált elemzése statikusan és dinamikusan nagy hangsúlyt fektetve a felhasználó támogatására. A későbbiekben pedig jövőképként a szaktanácsadók információ brókerekké/adatbányászokká (ágazati kontrollerekké) alakulhatnak, valamint amennyiben létrejönnek az on-line szaktanácsadó rendszerek, akkor mind a szaktanácsadók, mind pedig a tanácsot kérők számára egyértelműen pozitív életképek képezhetők azáltal, hogy a tanácsadóknak kapacitás felszabadítás által több idejük lesz a személyes konzultációkra (ami a másik fél számára is fontos), valamint a képzett rendszereken keresztül az eddig nem felismert típushibák is orvoslásra kerülhetnek. Azon a területeken, melyeken a kapacitás szűkősségéből kifolyólag nem lehetett precízebb döntés-előkészítést támogatni (optimum függvények növény védőszerekre, műtrágyára), ott a megtakarított erőforrásokat/szakemberek felhasználván lehetségessé válna ilyen szintű stratégia döntések meghozatala objektív módon.

Hivatkozások Virág M. (2004): Pénzügyi elemzés, csődelőrejelzés. Aula kiadó, Budapest Agrárgazdasági Kutató Intézet (1998): Alkalmazott rövidítések, https://www.aki.gov.hu/download/tesztuzemek_2008_evi_eredmenyei_pdf/14 [Letöltve: 2010.09.01] MCM-Magyar Cégminősítő (2004): "A Bizalom Védjegye", http://www.adossagborze.hu/index.php?m=16791 [Letöltve: 2009.09.15] Pitlik L. (2009): Mezőgazdasági szaktanácsadás automatizálása http://miau.gau.hu/myx-free/index.php3?x=agrar [Letöltve: 2010.09.01]

219


Műholdfelvételek nyilvántartó rendszerének fejlesztése Soós László 1 Abstract. For my thesis I developed a program to catalogue satellite images. I got the idea of this from the employees of the Institute of Geodesy, Cartography and Remote Sensing (FÖMI), because previous it was done on paper. The newly developed program is able to search an outside database based on user input. It displays the results of the search query not only in plain-text, but also on a map of Hungary indicating the area covered by the satellite image. Furthermore, the program can display a thumbnail of the picture itself. The application can process search results in several ways, for example, the results can either be exported into a text file, or they can be printed. The other main function of the application besides searching is the expansion of the database via mostly automatic upload of images. The user can search for the pictures he wants to upload the database from within the program itself, then after marking the pictures, the software automatically enters associated data into the database. Keywords: Landsat TM image, Access database, C#, satellite image, catalog

Összefoglaló. Szakdolgozatom keretében egy műholdképek katalogizálását megvalósító programot fejlesztettem. Az alkalmazás létrehozásának ötletét a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) munkatársaitól kaptam, mivel eddig a felvételek katalogizálása papír alapon történt. A létrehozott program egy külső adatbázisban képes a felhasználó által megadott szempontok szerint keresni. A keresés eredményét nem csak szöveges formában jeleníti meg, hanem egy Magyarországot ábrázoló képre kirajzolja, hogy a műholdkép melyik területet foglalja magában, továbbá megjeleníti a felvétel kicsinyített mását is. A keresési eredményeket többféleképpen képes feldolgozni a program, például elmenthetjük a leszűrt adatokat szöveges fájlba vagy akár ki is nyomtathatjuk azokat. Az alkalmazás másik fő funkciója a keresés mellett, az adatbázis feltöltése. Az adatbázisba való feltöltés részben automatikus. Amelyik képek adatait fel szeretnénk tölteni az adatbázisba, azokat a programon keresztül megkeressük, majd kijelölésük után a program automatikusan feltölti a kiválasztott képek adatait az adatbázisba. Kulcsszavak: Landsat TM felvétel, Access adatbázis, C#, űrfelvétel, katalógus

1. Bevezetés A gazdaság számos területén érzékelhető az információ technológia eszközeinek gyors ütemű fejlődése, egyre szélesebb körű felhasználása. Nincs ez másképp a mezőgazdaság területén sem. A mezőgazdaság területén használt számos informatikai eszköz között megemlítendők a különböző agrárinformációs rendszerek, a szakterületi adatbázisok, a szakértő rendszerek, a precíziós mezőgazdaság, az elektronikus kereskedelem és az egyéb online szolgáltatások. Jól megtervezett agrárinformációs rendszerek nélkül lehetetlenség lenne biztosítani azt a rengeteg információt, amely az Európai Unió által, a Közös Agrárpolitikát érintő döntések meghozatalához, a mezőgazdaság szabályozásához és a támogatások kifizetéséhez szükséges (Kapronczai, 2007). Az informatika és a számítógépek sokrétű felhasználásának egyik legelterjedtebb területe napjainkban, az adatbázisok alkalmazása. Szinte minden komolyabb web-alkalmazás vagy információ rendszer mögött áll egy jól felépített adatbázis. Az adatbázisok célja adatok megbízható, hosszútávon tartós (idegen szóval: perzisztens) tárolása és viszonylag gyors visszakereshetőségének biztosítása. Egy jól felépített adatbázis és egy hozzá tartozó keresőfelület nagyságrendekkel képes felgyorsítani és megkönnyíteni a felhasználó munkáját. Továbbá lehetőség van olyan új összefüggéseiben vizsgálni a keresett információkat, amire informatikai segítség nélkül nem is lenne lehetőség, esetleg csak több 1

Soós László [email protected]

220


különálló adat egyidejű használatával. Egy jól tervezett alkalmazás egyszerre több különálló forrásból származó nagy adatmennyiséget képes logikailag egymás mellé rendelni és kezelni. Szakdolgozatomban egy űrfelvételek katalogizálását támogató rendszer fejlesztésének lépéseit, működésének folyamatát, és lényeges funkcióit mutatom be. Az alkalmazás létrehozásának ötletét a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) munkatársaitól kaptam. Jelenleg a felvételek, áttekintő kérelmek katalogizálása papír alapon (1. ábra) történik a FÖMI-ben, ennek kiváltására született a program elkészítésének ötlete.

1. ábra. Egy ábra a papír alapú katalógusból

Az alkalmazás fejlesztésekor az alábbi szempontokat igyekeztem figyelembe venni: • Az adatokat lehessen bővíteni, módosítani, újakat hozzáadni • A továbbfejleszthetőség kritériumainak megfeleljen • Legyen felhasználóbarát, csekély szintű informatikai ismeretekkel (a Windows kezelési metodikájának ismerete) is könnyen kezelhessék a felhasználók, tudják a számukra értékes információkat leszűrni • Az új adatok feltöltése bizonyos szinten automatikus legyen a gépelési hibák csökkentése céljából, továbbá ne igényeljen sok időt.

2. Anyag és módszer 2.1. A felhasznált adatok A fejlesztett szoftverben található képek mindegyike a Landsat TM műholdképek nyilvántartó rendszeréből származik. A felhasznált képek nem az eredeti műholdképek, hanem úgynevezett Quick

221


Look-ok. Ezek a képek lényegében degradált mintái a műholdfelvételeknek. Teljesen ugyanazt a területet mutatják, mint az eredet műholdképek, viszont lényegesen rosszabb felbontásúak és méretük is nagyságrendekkel kisebb. Ezek a kisméretű képek viszont teljesen megfelelnek arra a célra, hogy tájékoztató jelleggel megjelenjenek az adatbázis keresési eredményét kiegészítve. További előnyük az alkalmazás szempontjából, hogy kis méretük miatt gyorsan megjeleníthetők, és az eredeti műholdfelvételekkel ellentétben jpg formátumúak, amelyet a fejlesztett szoftver is tud kezelni bármiféle konvertálás nélkül is. A Quick Look-ok ingyenesen megtekinthetők és letölthetők a felvételeket szolgáltató cég honlapjáról, a http://glovis.usgs.gov/-ról. Minden letöltött képhez tartozik egy metafájl amely az adott képről tartalmaz bővebb információkat. Ezek a fájlok tulajdonképpen meta kiterjesztésű szöveges dokumentumok. A fejlesztés szempontjából nem elhanyagolható szempont, hogy a metafájlok és a képek nevei megegyeznek, így könnyen azonosítható volt minden kép kiegészítő fájlja, illetve a metafájlok szerkezete egységes, így könnyen lehetett a szükséges adatokat kinyerni és felhasználni. Néhány hasznos adat, amelyeket a metafájlok tartalmaznak: • entityID = LT41860271987334XXX01 (a felvétel egyedi azonosítója) • path = 186 (A Worldwide Reference System alapján melyik oszlop tartalmazza a képet) • row = 27 (A Worldwide Reference System alapján melyik sor tartalmazza a képet) • cloud_cover = 0 (felhőborítottság mértéke) • corner_ul_lat = 48.38164 (bal felső sarok szélességi koordinátája) • corner_ul_lon = 21.07820 (bal felső sarok hosszúsági koordinátája) • corner_ur_lat = 48.02608 (jobb felső sarok szélességi koordinátája) • corner_ur_lon = 23.50955 (jobb felső sarok hosszúsági koordinátája) • corner_lr_lat = 46.46588 (jobb alsó sarok szélességi koordinátája) • corner_lr_lon = 22.86875 (jobb alsó sarok hosszúsági koordinátája) • corner_ll_lat = 46.81120 (bal alsó sarok szélességi koordinátája) • corner_ll_lon = 20.50498 (bal alsó sarok hosszúsági koordinátája) 2.2. Felhasznált eszközök A FÖMI-ből kapott kezdeti adatbázis egy Excel táblázatban tárolt lista volt, amely egy oszlopból állt, ez az oszlop csak a képek fájlneveit tartalmazta. A képek neveiből az összes szükséges adatot le lehetett generálni. A képek elnevezésének a szintaktikáját a következő példa mutatja: Kép neve egyben: LT41860271987334XXX01.jpg Kép neve szétbontva: 1-3. karakterig:

LT4: a felvételt készítő műhold típusa

4-6. karakterig:

186: a kép hányadik oszlopban helyezkedik el

7-9. karakterig:

027: a kép hányadik sorban helyezkedik el

10-13. karakterig:

1987: a felvétel melyik évben készült

14-16. karakterig:

334: hányadik napon készült az évben (Október 30.)

A fent említett példa alapján az Excelben található függvényekkel töltöttem fel az összes mezőt, oszlopokba rendezve az adatok jelentése alapján.

222


Ezt követően a széttagolt Excel táblázatot konvertáltam egy Access táblába. Az alapkoncepció az elkészítésben az volt, hogy az első fázisban legyen egy működőképes, adatbázisból olvasni tudó, az adatbázist feltölteni képes program, amely nincs különválasztva a kezelt adatbázistól. Az adatbázis létrehozásához és szerkesztéséhez a Microsoft Office Access 2007 programot használtam. Azért erre a programra esett a választásom, mert használata egyszerű, nincs szükség külön kiszolgáló szervert üzembe helyezni a használatához, támogatja az SQL lekérdezéseket, amely könnyíti egy későbbi SQL adatbázisra való átállás lehetőségét. A programozáshoz használt fejlesztői környezet Microsoft Visual C# 2008 Express Edition volt. Ez a Microsoft Visual Studio ingyenesen letölthető változata, természetesen jóval kevesebb funkcióval. Ez a környezet úgynevezett IDE (Integrated Development Environment – integrált fejlesztőkörnyezet) szoftver, mely segíti a programozót a programírásban és tesztelésben (Csetényi et al, 2006).

3. Eredmények A program indítása után a főmenüben az alábbi négy választási lehetőségünk van: 1. Adatbázis betöltése: Erre a gombra kattintva kell meghatároznunk az adatbázis helyét. A Keresés és a Feltöltés gomb addig nem válik aktívvá, amíg nem adunk meg a program számára egy megfelelő struktúrájú adatbázist 2. Keresés: Ebben az ablakban van lehetőség különböző feltételek megadásával keresni az adatbázisból 3. Feltöltés: Itt lehet feltölteni az adatbázist új adatokkal. A jelenlegi verziójában a Quick Look-ok alapján van lehetőség a feltöltésre 4. Kilépés: Kilépés az alkalmazásból. Erre a menüpontra klikkelve az egész alkalmazás leáll, tehát az összes megnyitott ablak eltűnik 3.1. Az adatbázis betöltése Erre a menüpontra azért van szükség, mert attól függően, hogy honnan futtatjuk az alkalmazást, más lehet az adott meghajtó elnevezése, továbbá az adatbázis megadásakor a program ellenőrzi az adatbázisnak megadott fájl típusát, és az adatbázis szerkezetét. Ha bármilyen eltérés van a várt adatbázis és az aktuálisan betöltendő adatbázis között, a program hibaüzenettel reagál. A felhasználói hibák elkerülése végett a megnyitásra szolgáló dialógusablak csak az mdb kiterjesztésű fájlokat jeleníti meg. Itt kell megkeresnünk az adatbázist, a Windowsból jól ismert fájl megnyitására szolgáló dialógus ablak segítségével. Miután ez megtörtént, a program ellenőrzi a betölteni kívánt adatbázist. Az ellenőrzés több fázisban zajlik. Első lépésben a program ellenőrzi, hogy egyáltalán kiválasztottunk-e megnyitásra fájlt. A következő lépésben megpróbál kapcsolatot teremteni az adatbázissal, majd egy lépésben leellenőrzi az összes oszlop nevét és a bennük tárolt adatok típusát. Fontos megjegyezni, hogy az adatbázis oszlopainak sorrendjében megengedett az eltérés, mert az ellenőrzés sorrendtől függetlenül történik. Ha mindent rendben talál az alkalmazás, az adatbázis elérési útját egy változóban eltárolja. Ellenkező esetben hibaüzenetet jelenít meg, amely tartalmazza a hiba típusát és azt, hogy melyik oszlop ellenőrzése során talált hibát (2. ábra).

223


2. ábra. Példa a hibaüzenet megjelenítésére

A program jelenlegi állapotában 3 fajta hibát különít el: 1. Az adatbázisból hiányzik egy vagy több oszlop: a program jelez és kiírja, melyik oszlopot nem találja 2. Az oszlop formátuma nem egyezik a várt formátummal: itt is jelzést kapunk arról, hogy melyik a hibás formátumú oszlop 3. További általános hibák: Ilyen hiba lehet például, ha az adatbázis formátuma nem megfelelő, vagy ha nem érhető el az adatbázis, mert megnyitották szerkesztésre 3.2. A keresési lehetőségek Ha a főmenüben a Keresés opciót választjuk, az alkalmazás legösszetettebb ablaka jelenik meg. Az indításnál minden ablak és legördülő menü üres, ha ilyen állapotban indítunk keresést, akkor az adatbázisban szereplő összes rekordot kilistázhatjuk. Ez az alapértelmezett állapot, minden indításnál így néz ki. Az ablak bal oldalán helyezkednek el a legördülő menük, melyekben beállíthatjuk a kívánt keresési feltételeket. A következő feltételek alapján kereshetünk: • Év • Hónap • Nap • Path (sor) • Row (oszlop) • TM (műhold típusa). A Keresés gombbal indíthatjuk a lekérdezést, a Törlés gomb pedig az összes ablakot alaphelyzetbe állítja. A legördülő menük adatait az alkalmazás dinamikusan tölti fel az adatbázisban található értékek alapján, ezzel elkerülve, hogy esetleg olyan érték kerüljön a keresési feltételek közé, amelyet az adatbázis nem tartalmaz. A dinamikus feltöltés másik előnye, hogy ha bővítjük az adatbázist új adatokkal, akkor azok is automatikusan bekerülnek a szűrési feltételek közé. Az évszám kiválasztásakor továbbá egy előszűrés is lefut, melynek eredményeképpen csak azok a hónapok fognak megjelenni a legördülő listában, amelyeken készült műholdfelvétel az adott évben. Lehetőség van egyszerre több év képeire is keresni, ezt az év mellett található négyzet kipipálásával tehetjük meg. Ekkor megjelenik még egy legördülő menü, amely szintén az éveket tartalmazza. Ezáltal a két évszám közötti időszak összes képét tudjuk keresni. A legördülő menük mellett helyezkedik el az eredmények listázására szolgáló ablak. Miután ráklikkelünk a Keresés gombra, a feltételeknek megfelelő képek neveivel feltölti a program az ablakot. Ha nem felelt meg a feltételeknek egy kép sem, akkor a program üresen hagyja az ablakot. Ha keresésünk eredményes volt, tehát legalább egy rekord megjelenik az ablakban, lehetőség van az adott képről részletesebb információkat kérni. Ezt az adott kép nevére való kattintással tehetjük meg. Ekkor megjelenik

224


az adatbázisban tárolt összes adat a képről, a képernyő alján pedig a kép kicsinyített mása, és annak elhelyezkedése Magyarországon (3. ábra).

3. ábra. A keresési eredmény megjelenítése

A Részletek ablak mellett jelennek meg az adatbázissal kapcsolatos adatok: • Az adatbázis aktuális helye • Hány rekordot tartalmaz az adatbázis • Hány rekord felel meg a keresési feltételeknek A képernyőn a legnagyobb helyet elfoglaló ablak az űrfelvételek helyéről ad tájékoztatást. Ennek az ablaknak egy Magyarországot ábrázoló jpg fájl a háttere. A képet az ArcGIS térinformatikai szoftverrel exportáltuk egy shape fájlból. A program jelenleg a WGS-84 vetületi rendszer adatai alapján dolgozik, ezért tűnik enyhén „laposnak” az ország. A Fájl menüben lehetőségünk van az adatbázis újbóli megnyitására, a feltöltési ablak megjelenítésére, a keresési eredmény kinyomtatására és a keresési eredmények elmentésére szöveges formátumban. Továbbá a kilépés menüpont is megtalálható itt. Kilépéskor az alkalmazás futása nem fejeződik be, csak a keresési ablak zárul be. A nyomtatás opcióra klikkelve egy almenü tárul elénk, amely az azonnali nyomtatást vagy a nyomtatási kép megtekintését kínálja fel, ez utóbbiból is lehetőségünk van nyomtatásra. Ennek az opciónak a használatakor az alkalmazás az alapértelmezettnek beállított nyomtatót használja. A keresési eredmények szöveges fájlként való mentésekor egy dialógus ablakból választhatjuk ki a szöveges fájlt, amibe menteni szeretnénk, illetve megadhatunk egy még nem létező fájlnevet, ezzel létrehozva egy új állományt a kiválasztott helyre.

225


3.3. Új adatok feltöltése A feltöltés rész a jelenlegi állapotában a képek neveiből képes generálni az adatbázis megfelelő rekordjait. Az ablak megnyitásakor két üres, listák megjelenítésére alkalmas ablakot és egy Betölt, illetve egy Feltölt gombot találunk (4. ábra).

4. ábra. A felöltési ablak adatok betöltése előtti (balra), és utáni állapota (jobbra).

A Betölt gombra klikkelve egy dialógus ablak jelenik meg, melynek segítségével megkereshetjük az adatbázisba feltölteni kívánt képfájlokat. Az ablak kizárólag a képfájlokat jeleníti meg, ezzel is segítve a felhasználót a könnyebb kezelhetőségben, továbbá a csoportos kijelölés is biztosított, ha esetleg nagyobb mennyiségű kép adatát kell egyszerre felvinni az adatbázisba. A betöltés után a program ellenőrzi, hogy a kiválasztott képfájlok között nincs-e olyan, amelyet már tartalmaz az adatbázis. Miután az ellenőrzés lefutott, az adatbázisban már megtalálható képfájlok nevei a bal oldali listába kerülnek, és nem kerülnek újbóli feltöltésre (4. ábra). A Feltölt gomb csak a szétválogatás végeztével válik aktívvá. A Feltölt gomb megnyomásával elindul a képfájlok neveiből adatokat generáló különböző függvények futása, végül a kinyert adatok feltöltése az adatbázisba. Hiba esetén mindig a hiba okát leíró üzenetablak jelenik meg. Sikeres feltöltés esetén is jelzi a program a feltöltési folyamat végét, és tájékoztatja a felhasználót az újonnan feltöltött rekordok darabszámáról.

4. Továbbfejlesztési lehetőségek A program jelenlegi állapotában használható, de úgy vélem, hogy rengeteg fejlesztési lehetőség kidolgozására van még szükség, hogy valóban hatékony és hasznos munkaeszköz válhasson belőle. Az alábbiakban összegyűjtöttem néhány, általam fontosnak vélt továbbfejlesztési lehetőséget, amelyek kidolgozására a következő verziók fejlesztése során érdemes lenne sort keríteni. 4.1. Adatbázis távoli elérése A több felhasználós megvalósításhoz mindenképpen szükséges az adatbázist egy SQL szerverre feltölteni, a programban található adatbázis műveleteket pedig ehhez igazítva átalakítani. Ez leginkább a feltöltés rész miatt lenne lényeges, ellenkező esetben ugyanis minden felhasználónak a saját számítógépén kellene tárolnia egy adatbázist, ezáltal az új adatok feltöltése és egységesítése sokkal nehezebben lenne megoldható, mintha egy központi adatbázist írna és olvasna minden felhasználó. Ebben az esetben a mintaképeket és a metafájlokat is egy állandó, hálózatról elérhető tárhelyen érdemes elhelyezni. A képek tárolására két lehetőség is kínálkozik:

226


1. Egységes mappastruktúra kialakítása a képek számára egy hálózatról elérhető tárhelyen: az adatbázis feltöltésén túl a mintaképek elhelyezését és rendszerezését is a program biztosítja, az emberi tényezőkből fakadó hibák elkerülése végett. 2. Képek és metafájlok adatbázisban való tárolása: a metafájlok adatai számára egy új tábla létrehozására lenne szükség, illetve a képeket is egy külön táblában lehetne tárolni binárisan. 4.2. Áttérés EOV vetületi rendszer alkalmazására A jövőbeni fejlesztések közé mindenképpen érdemes beütemezni az EOV vetületi rendszer használatát. Ebben az esetben, egy arányaiban helyes Magyarország képe jelenhetne meg a keresés ablakban. Az áttéréshez szükséges a WGS-84 és az EOV vetületi rendszer koordinátáinak átváltására alkalmazható képlet programba való implementálása. 4.3. Nyomtatási lehetőségek bővítése Jelenlegi formájában a program egyszerre csak egy kiválasztott rekord részleteinek nyomtatását tudja megvalósítani, ezért mindenképpen hasznos lenne egyszerre több kijelölt adat kinyomtatásának lehetősége. A keresési eredmények listájának kinyomtatása is egy hasznos és megvalósítható funkció lehet a program evolúciójának következő lépcsőfokán. 4.4. Mentés egyéb formátumokba A jelenlegi verzió egyszerű txt kiterjesztésű szöveges fájlokat hoz létre, ha egy keresési eredményt szeretnénk elmenteni. A txt fájl jelenleg csak a keresési feltételeknek megfelelő képek listáját tartalmazza. Érdemes lenne a mentési lehetőségek közé a több oszlopos (a képek összes adatát megjelenítő) mentést beépíteni. Ehhez alkalmazható a csv (comma-separated values) állományokba való mentési opció, amelynél az oszlopok közti elválasztást vesszővel jelöljük. A csv fájlok előnye, hogy egységes szerkezetük miatt rengeteg adatbázis és táblázatkezelő program képes használni őket, és saját használatú fájlformátumukra átalakítani. Ha a részletek nyomtatási képéhez hasonló dokumentum elrendezést szeretnénk kapni elektronikus formában, pdf fájlok generálását is meg lehet oldani a jövőbeni fejlesztések során. 4.5. Egyéb típusú műholdfelvételek implementálása a rendszerbe. A rendszer jelenleg csak a Landsat 4-es és a Landsat 5-ös műholdak felvételeit tartalmazza. További műholdak képeinek bevonásával lényegesen javíthatnánk a program hasznosságát. Hogy a feltöltés és a keresés folyamata a mostani rendszerhez hasonlóan működjön, feltétlenül szükséges a további képeknek új táblákat kialakítani az adatbázisban, mivel ezeknek az elnevezése más logika alapján történik. 4.6 Terület alapú keresések A jelenlegi rendszerben csak a műholdkép sor / oszlop adatai alapján valósul meg a terület alapú keresés. Ezeknél a képeknél ezen adatok alapján még viszonylag egyszerűen meg lehet állapítani melyik területet foglalja magába a kép, jobb felbontású képek esetén viszont az egy képen megjelenő terület lényegesen kisebb, tehát jóval több sor és oszlop fut át Magyarországon. Ez viszont már lényegesen megnehezíti a sorok és oszlopok alapján való tájékozódást. Ennek egyik megoldása lehet a térinformatikai irányú fejlesztés, tehát a jelenlegi raszteres formátumú kép helyett egy shape fájl megjelenítése a programmal. Ebben az esetben a shape állományok különböző metszeteivel meg lehetne oldani a terület alapú keresést. A raszteres megvalósításnál maradva, szükséges kialakítani egy rendszert, amely alapján régió- és megye szinten is be lehet azonosítani minden felvételt.

227


4.7. Általános informatikai fejlesztési lehetőségek 3.

A felhasználók tapasztalatai alapján tovább finomítani a kezelést

4.

Internetes változat elkészítése a nagyobb mobilitás érdekében

5.

Újabb tulajdonságok implementálása esetén a felhasználói felület átalakítása

6.

A hibaüzenetek ne csak a hibát jelezzék, hanem instrukciókat annak kijavítására

Hivatkozások Csetényi A., Mohácsi L., Várallyai L. (2006): Szoftverfejlesztés – Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Agrárgazdasági és Vidékfejlesztési Kar, Debrecen Kapronczai I. (2007): Információs Rendszerek a közös agrárpolitika szolgálatában – Budapest. Szaktudás Ház Kiadó Zrt. p. 53. USGS Global Visualization Viewer honlapja: http://glovis.usgs.gov//

228


Térinformatikai vizsgálatok a vidéki természeti erőforrások védelme érdekében Szabó Zsuzsanna 1 Abstract. The application of spatial scientific methods is inevitable in modelling the monitoring of environmental elements, the use of GIS gives the opportunity for an all around rating of the monitored area. It is especially the case for plainland areas, the state, movement and characteristics of surface and underground water have different characteristics regarding both the given spatial sections and instants. In my research I went through the Bihari Plains’ inland water canalizations project (EAOP-5.1.2.D/2F-2009-0007), I examined its expected effects and changes in the area’s land-use with the help of GIS. Regarding to the results in the study of the inland water system’s development’s future effects, the monitored drainage areas’ way of land-use became redesignable, assisting the success of the agricultural and environmental guidelines, besides the developing of the environmental resources’ quality. Keywords: geographic information system (GIS), inland water, release of inland water , land-use.

Összefoglaló. A környezeti elemek állapotváltozásainak modellezésében nélkülözhetetlenek a térinformatikai eszközök, melyek használata lehetőséget nyújt a vizsgálandó területek sokoldalú értékelésében. Különösen igaz ez azokra a síkvidéki területekre, amelyeknél a felszíni és felszín alatti vizek állapota, mozgása, tulajdonságai a tér egyes részleteiben és időpillanataiban különböző jellemzőkkel bírnak. Kutatómunkám során a Bihari sík földrajzi mikrotáj területén megvalósítandó belvízcsatorna-rekonstrukciós projekt - EAOP-5.1.2.D/2F-2009-0007 - várható hatásait vizsgáltam, illetve a térség földhasználati struktúrájában bekövetkezett változásokat elemeztem térinformatikai módszerek segítségével. A belvízrendszerek fejlesztésének jövőbeli hatásait vizsgálva a vizsgált vízgyűjtőterületek földhasználatának gyakorlata újratervezhetővé vált. A megtalált optimális tájhasznosítási forma segíti az agrár- környezetvédelmi szempontok érvényesülését a természeti erőforrások minőségének egyidejű fejlesztése mellett. Kulcsszavak: térinformatika, belvíz, belvízmentesítés, területhasználat.

1. Bevezetés A természeti katasztrófák által okozott károk közel 40%-át a vizek többletéből eredőek teszik ki. Ez a túlsúly hazánkban fokozottan érzékelhető, ugyanis a természeti csapások közül az árvizeink, belvizeink okozzák a legtöbb kárt. Magyarország síkvidéki területeinek jelentős része belvízzel veszélyeztetett (Burai et al., 2003). E területeken a belvíz az elmúlt időszakban, több hullámban és régóta nem tapasztalt tartóssággal és területi kiterjedéssel jelentkezik, elég csak megemlíteni a 2006. hidrológiai évet, amikor hazánk mintegy 270 ezer hektárnyi területén jelentős téli-tavaszi és nyári belvíz alakult ki (Pálfai, 2008). A belvizek elsősorban a mezőgazdaságban okoznak nagymértékű károkat (Thyll – Bíró, 1999). A lefolyási és összegyülekezési folyamatokat az elmúlt évek földhasználatában, tulajdonviszonyaiban, a mező- és erdőgazdálkodás területi struktúrájában bekövetkezett változások még inkább befolyásolják, kedvezőtlen irányba módosítják, felerősítve ezzel a belvíz kialakulásának kockázatát (Thyll, 1999). A megelőzés érdekében elvégzett munkálatok nagyban csökkenthetik a vizek többletéből adódó jelenségek elleni védekezés költségeit. A térinformatikai eszközök segítségünkre lehetnek a környezeti elemek állapotváltozásainak modellezésében. A térbeli elemzésekkel hasznos adatok nyerhetőek az optimális környezeti feltétételekhez igazodó területhasználati struktúra kialakításához.

1

Szabó Zsuzsanna Károly Róbert Főiskola, Gyöngyös [email protected]

229


Hazánk földhasználati rendszerének átalakítása nemcsak belvízmentesítési szempontból szükségszerű, hanem környezetünk fenntartható fejlődése (Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program) és az optimális birtokszerkezet kialakítása is ezt igényli (Bíró et al., 2003). Kutató munkám célja a térinformatikai eszközök alkalmazhatóságának vizsgálata a termőföld - mint természeti erőforrás - védelme érdekében. A vizsgálataim térkeretét a Bihari sík földrajzi mikrotáj szolgáltatta. A területen egyre gyakrabban jelentkeznek napjaink súlyos problémái, mint a földhasználati konverziós problémák, a belvízveszélyeztetettség. Vizsgálataim során is e két területre fókuszálok. Egyrészt elemzem az EAOP-5.1.2.D/2F-2009-0007 megvalósítandó csatorna rekonstrukciós projekt várható hatékonyságát, másrészt vizsgálom a terület földhasználati jellemzőit.

2. Anyag és módszer 2.1. A vizsgálat során felhasznált adatbázisok, térképállományok Munkám során a Bihari sík földrajzi területén a Tomor (2007) által létrehozott, nagyfelbontású, integrált geoadatbázisból használtam fel a következő adatbázisokat: • Domborzatmodell (M 1:10.000) • Talajgenetikai adatbázis (M 1:10.000) • Topográfiai adatbázis (M 1:10.000) • Felszínborítást tartalmazó idősoros adatbázis (M 1:28.800) • Integrált vízrajzi adatbázis, mely fedvényenkénti bontásban tartalmazza többek között a felszíni vízfolyások és csatornák futásvonalát, (M 1:10.000) és a belvízi elöntések maximális földrajzi kiterjedését és gyakoriságát (M 1:50.000). Ezen kívül rendelkezésemre állt az EAOP-5.1.2.D/2F-2009-0007 projekt megvalósíthatósági tanulmánya , melyet a Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság bocsátott segítségemre. 2.2. Szoftverkörnyezet A munkám során az ArcGIS térinformatikai szoftver három önálló elemét – az ArcCatalog, az ArcMap, és az ArcToolbox - használtam fel. A térbeli elemzésben alkalmazott modulok: • ArcGIS 9.3 (ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox) • Geoprocessing • 3D Analyst • Spatial Analyst

Törzsmodul Térbeli műveletek 3D elemzési lehetőségek Területi elemzések

A vizsgálatokhoz felhasznált ESRI szoftveres környezet alapvetően vektoros szemléletű adatmodellt alkalmaz, de jól támogatja a raszteres layer-technikát is, például a domborzati elemzéseknél. A környezeti elemzések modellezése során elsősorban a fedvény-szemléletet alkalmaztam, kihasználva a felhasznált szoftverek raszter-vektor interfész funkcióit is (ESRI, 2009). 2.3. A vizsgálati módszerek 1. A rekonstrukciós csatornák vízgyűjtő területeinek lehatárolása A vízgyűjtő határainak kijelölésében a domborzati sajátságok segítenek. A domborzat meghatározza a területről történő elemi felszíni elfolyások irányait, az összegyülekezés pontjait, valamint a természetes vízválasztókon keresztül választ ad a lefolyástalan területek nagyságára is (Tamás, 2000).

230


A vizsgálataim kiindulási adatbázisát a kistáj - Tomor (2003) által készített - hidrológiai terepmodellje jelentette. A lefolyástalan területek lehatárolásához és az összegyülekezési pontok kijelöléséhez a lefolyás irányainak ismerete szükséges. A Flow Direction eszköz használatával kiszámoltam a lefolyásirányokat, ami minden cellához meghatározza azt a szomszéd cellát, amely felé a legnagyobb a meredekség. A következő lépésként a lefolyási irányok ismeretében megbecsültem a rekonstrukcióval érintett csatornaszakaszok vízgyűjtőterületeit (1. ábra).

1. ábra. A rekonstrukcióval érintett csatornaszakaszok vízgyűjtőterületei

2. A vízgyűjtőterületek elöntési valószínűségének változása Munkámban a belvízjelenség problémakörét - mivel lehetőségeim időben és terjedelemben is korlátozottak voltak és a belvízjelenségek vizsgálata nagyon összetett folyamat - elméleti szemszögből és számos tényező figyelembevétele nélkül közelítettem meg. A megvalósítandó csatorna rekonstrukciós projekt várható hatékonyságának meghatározása a következő lépésekkel történt. 1.

Megállapítottam az elöntéssel korábban veszélyeztettet terület térfogat-kapacitását.

2. Elemeztem a lefolyási összegyülekezés tényezőit (beszivárgás mértéke, fajlagos lefolyás, csatornák vízszállítási kapacitása). 3. A csatornák vízszállítási kapacitásának függvényében megállapítottam a belvízi elöntés várható időtartamát a megvalósítandó projekt előtt illetve után. 3. A földhasználati struktúra változásának elemzése A területhasználattal kapcsolatos értékelések egyik legmegbízhatóbb módja a távérzéklet adatok elemzése. Vizsgálataimnak Tomor (2007) által készített vektorizált térképállományok - melyek jól jellemzik a Bihari sík mikrotáj földhasználati struktúrájának változását –- képezték az alapját. A felszínborítást tartalmazó idősoros fedvényeken kiemelten vizsgáltam a földhasználati funkcióváltást az egykori vizes élőhelyek területén.

231


3. Eredmények és értékelésük 3.1. A vízgyűjtőterületek elöntési valószínűségének változása A következő képlet felhasználásával számoltam ki minden vízgyűjtőterületre, hogy várhatóan mennyi idő szükséges (nap) a belvíz távozásának, a munkálatok megvalósítása előtt illetve után. A két érték különbözete adta meg, hogy hány nappal rövidül a belvíz elöntés időtartama, mekkora a csatorna rekonstrukciós projekt hatékonyságának mutatója (1. táblázat). T = T2 – T1 T 1 = A / p 1;

T 2 = A / p2

ahol: T1: az elöntés időtartama a projekt végrehajtása előtt (nap) T2: az elöntés időtartama a projekt végrehajtása után (nap) A= az elöntéssel veszélyeztetett területek térfogat-kapacitása (m3) p1 = csatornák vízszállítási kapacitása a projekt megvalósítása előtt (m3/nap) p2 = csatornák vízszállítási kapacitása a projekt megvalósítása után (m3/nap) 1. táblázat. A vízgyűjtőterületek elöntési valószínűségének változása a csatornák vízszállítási kapacitásának függvényében

vízgyűjtő

projekt megvalósítása előtt (nap)

projekt megvalósítása után (nap)

Kis-Körös Főcsatorna

10

6

Kutas felfogócsatorna

33

20

Nagyfoki csatorna

18

11

Csente-Szakálli csatorna

20

12

Kutas főcsatorna

26

16

3.2. A vízgyűjtőterületek földhasználatának értékelése A rekonstrukciós csatornák vízgyűjtőinek a XVIII. századi és jelenlegi földhasználati kategóriáinak területi kiterjedésében jelentős változások történtek (2. táblázat). Az erdő, a vizes élőhelyek területe jelentősen csökkent a vízgyűjtőkön. Az előbbi több mint 1/5-re redukálódott, míg a vizes élőhelyek az egykori 32,5 %-os területfoglalásból jelenleg még 1 %-ot sem képviselnek. A gyepművelési ág viszonylagos állandóságot mutat az idők folyamán, a területi elterjedése azonban változott. A szántóterületek már a múltban is jelentős területet foglaltak, azonban mára tovább növekedett arányuk és így vízgyűjtők területének területhasználati kategóriájából 84 %-ot tesznek ki.

232


2. táblázat. A vízgyűjtőterületek földhasználati kategóriájának kiterjedése (ha) Területhasználati kategória / Év 1783 1999 Erdő

512

96

Időszakos, vagy állandó vízborítás

3087

92

Szántó

4567

8004

89

297

1238

1002

12

14

9.505

9.505

Beépített terület Gyep Összefüggő vízfelszín Összesen

Tekintettel a mintaterület egykori mocsarain folytatott intenzív mezőgazdálkodás alacsony hatásfokára, kiemelten vizsgáltam az egykori időszakosan vízzel borított területek földhasználati változását, melynek során megállapítottam, hogy a vízgyűjtőterületek közül a Nagyfoki csatorna vízgyűjtőjét érintette nagy változás. A vízrendezési folyamatoknak köszönhetően, a vizsgálati területen az egykori mocsarak, lápok helyét szinte teljes egészében szántók foglalják el, kisebb részben gyepek és erdők. A vízgyűjtő földhasználati konverzió mértéke nagyon jelentős, az összterület 96%-a (2. ábra).

2. ábra. A földhasználati konverzió mértéke a Nagyfoki rekonstrukciós csatorna vízgyűjtőjén

4. Következtetés A projekt hatékonyságának vizsgálata során megállapítottam, hogy a térségben érzékelhetőek a munkálatok pozitív hatásai és a jövőben hasonló beruházásokkal jelentős mértékben növelhető a terület belvízbiztonsága. Azt azonban szem előtt kell tartani, hogy a belvíz a térség ’adottsága’, így rekonstrukciós munkálatok segítségével sem belvízmentesíthető területeteken a művelés megváltoztatásával kell védekezni.

233


A földhasználat elemzése során arra a megállapításra jutottam, hogy a térség múltbéli területhasználati struktúrája jelentős mértékben átalakult. A jelenlegi földhasználat nem alkalmazkodik a táji adottságokhoz, figyelmen kívül hagyja a különböző talajadottságokból és vízellátottságból fakadó tagolt és eltérő lehetőségeket nyújtó tájszerkezetet. A kevés megmaradt természetes, illetve természetközeli tájhasználati forma kivételével minden területet intenzív területhasználat jellemez, ami leginkább szántóművelésből áll. Nyilvánvaló, hogy a szántóföldi kultúrák a legrosszabb vízgazdálkodású növénytársulások, a belvízi elöntés nagyságára, ezek levonulására a művelődési ágak közül a legkedvezőtlenebb hatással vannak. A vizsgálatom során kapott információk felhasználásával sikerült elkülönítenem azokat a területeket, ahol a jelenlegi termelési szerkezet gazdaságosan fenntartható, valamint ahol szükség van művelési ág váltásra. Az elemzéseim felhasználásával, olyan megoldások alakíthatók ki, melyek mind a mezőgazdaság, mind a vízgazdálkodás érdekeit képesek figyelembe venni és kielégíteni, környezetvédelmi, fejlesztési és gazdasági oldalról egyaránt. A területhasználat változtatását azokon a térrészeken javaslom, melyeken a földhasználat konverzió mértéke jelentősnek mondható, gyakori a belvízi elöntés illetve a csatornák mentesítő hatása ellenében is jelentős belvízmennyiséggel rendelkeznek, e területek ugyanis alacsony termelési értéket realizálnak. Az említett térrészeken a természeti adottságoknak és az ökológiai követelményeknek leginkább megfelelő mozaikos tájszerkezet kialakítása célszerű. Az erdőknek, erdősávoknak, a ligetes, parkszerű legelőknek és gyepeknek, továbbá a vizes élőhelyeknek kiemelkedő szerepet kell biztosítani a struktúraváltást követően.

Hivatkozások Burai P. – Tomor T. – Bíró T. – Lénárt Cs.: Mértékadó belvízhozam meghatározása térinformatikai eszközökkel. II. Erdei Ferenc Tudományos Konferencia. Kecskeméti Főiskola Kertészeti Főiskolai Kar. 2003. augusztus 28-29. 342345 p. Bíró T. - Thyll Sz. - Lénárt Cs.: Csapadékossági vizsgálatok szerepe a belvíz-veszélyeztetettség értékelésében. II. Erdei Ferenc Tudományos Konferencia. Kecskeméti Főiskola Kertészeti Főiskolai Kar. 2003. p. 342-345. ESRI: ArcGIS 9.3.1 Desktop Help. Redlands, ESRI. 2009 Pálfai I.: A 2006. évi belvíz kialakulásának okai és sajátosságai. definíciói. Hidrológiai Közlöny 88. évf. 5. sz. 2008. Tamás J.: Térinformatika I. Debreceni Egyetem, ATC-MTK. Debrecen, 2000. Thyll Sz. – Bíró T.: A belvíz-veszélyeztetettség térképezése. Vízügyi Közlemények, LXXXI évfolyam, 1999. évi 4. füzet. p. 709-718. 1999. Thyll Sz.: A földvédelmet szolgáló belvíz-veszélyeztetettségi regionális kataszteri rendszer kidolgozása. FVM Témazáró beszámoló jelentés. 55 p. Debrecen, 1999. Tomor T.: A domborzat és a felszíni vízfolyások kapcsolatának vizsgálata a Bihari síkság területén. Agrártudományi Közlemények, Acta Agraria Debreceniensis, 4 p. 2003. Tomor T.: Térinformatika alkalmazási lehetőségei a környezeti konfliktusok kezelésében. Doktori (PhD) értekezés. Debrecen, 2007. Vízrendezési Főműveinek rekonstrukciója című, EAOP-5.1.2.D/2F-2009-0007 projekt megvalósíthatósági tanulmánya, Debrecen, 2009.

234


Az Észak-Alföldi régió kis és középvállalkozásainak kommunikációjának helyzete 2010-ben Péntek Ádám

digitális

üzleti

1

Abstract. The SMEs are the main employer in Hungary and in the EU. The 69,4% of the total amount of the employee work for an SME. The kind of organization is a very important part of the economy and we can find them in every sector. In general we can say they are shortage of venture capital. Because of it they can not build the new technologies into their business modell or just later can. In front of it the multinational companies have enough money and human power to risk. For the EU to give a helping hand for the SMEs and keep them ont he market are very important. Because the new technological developing need a big capital investing the Eu has started some big projects which able to help for the SMEs in long term. The Digital Business Ecosystem (DBE) is a typical kind of project supported by EU. They aim to support the SMEs without border and sector. It is useful to take a survey before we start to develop any projects. In my paper after I introduce the DBE I show a survey which measure the digital business communicaton of the SMEs in the North-Plan region. Keywords: statistic, SME, Analisys, Nort-Plan region, DBE.

Összefoglaló. Magyarországon, ahogy az Európai Unióban is a Kis- és Középvállalkozások foglalkoztatják a munkavállalkozók több mint 69,4%-át. Ez a szervezeti forma nagyon fontos része a gazdaságnak, megtalálható a gazdaság teljes vertikumában. Általánosságban elmondható, hogy a kockázati tőkeellátottságuk igen szerény, ezért új technológiákat csak igen későn építik be a működési modelljükbe. Ezzel szemben a multinacionális vállalkozások képesek kellő pénzt, humánerőforrást befektetni olyan kísérletekbe, amelynek a megtérülése nem biztos. Az Európai Unió számára a KKV-k segítsége, piacon tartása létfontosságú. Mivel a technológiai beruházások nagy tőke-, és humánerőforrást igényelnek, az EU több nagy volumenű projektet indított el, amelyeknek a célja, hogy olyan elérhető technológiát dolgozzon ki, amely hosszú távon is segíti a KKV-k piacon maradását. A Digitális Üzleti Ökorendszerek (Digital Business Ecosystem , vagy röviden DBE) tipikusan olyan EU által támogatott projektek, amelyek a KKV-k fellendülését hivatottak szolgálni. Mielőtt bármiféle projekthez nekifognánk érdemes egy felmérést elkészíteni, amely felméri a honi KKV-k állapotát a digitális kapcsolattartás szempontjából. Természetesen ez csak egy pillanatfelvétel lehet, hiszen ez egy gyorsan változó része a gazdasági életnek. A dolgozatomban a digitális üzleti ökorendszerek ismertetése után az Észak-Alföldi régióhoz tartozó három megyében elkészített felmérés lépéseit és eredményeit kívánom megosztani. Kulcsszavak: statisztika, kkv, elemzés, Észak-Alföldi régió, DBE.

1. Bevezetés A dolgozatomban a DBE üzleti ökorendszer bemutatása után a hozzákapcsolódó felmérést kívánom bemutatni. A DBE a vállalkozások vállalatok horizontális és vertikális egymásra épülését és utaltságát írja le. 1993-ban J.F: Moore párhuzamot vont az élőlények és a vállalkozások által felépített ökorendszerek között, s megállapította, hogy az élőlényekhez hasonlóan egy önálló vállalkozás sem képes önmagában megélni, működni, fejlődni. Hiszen valahonnan vásárolni kell az alapanyagot, az erőforrásokat, valakinek el kell adnia a terméket. Ezeket el kell szállítani valahova, valamivel, stb. Látható, hogy a vállalkozások közötti kapcsolatrendszer egy pókfonálhoz hasonlóan szövevényes szerkezetet alkot. Az ICT fejlődése magával hozta, hogy az élet egyre több területén is elkezdték használni a számítógépeket, és a hálózatokat(Rózsa at al., 2009). Az ICT bevezetésétől mindenki jelentős versenyelőnyt remélt, de legalábbis azt mindenképp, hogy nem fog eltávolodni a piacról. Az ICT bevezetése és használata nagy kezdeti tőkeigénnyel jár.(Herdon at al., 2007) Ez a nagy multinacionális vállalkozásokat önkéntelenül is 1

Péntek Ádám University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

235


előnyhöz jutatta. A 2004-es lisszaboni konferencián elhatározták, hogy az EU foglalkoztatás szempontjából legjelentősebb szektorát a Kis- és Középvállalkozásokat hozzásegítik olyan ingyenesen használható technológiai megoldásokhoz és oktatási rendszerekhez (Várallyai at al., 2010) amelyekkel reményeik szerint képes lehet utolérni a multinacionális nagyvállalatokat ebben az öldöklő versenyben. A dolgozatom második részében az Észak –Alföldi régió Kis- és Középvállalkozásai digitális és üzleti kommunikációjának a felmérését kívánom bemutatni. Ez a felmérés 2010 augusztusában készült, viszonylag rövid idő alatt ezért képes idő szempontjából pontszerű, mégis a felmérés mélysége miatt pontos eredményeket szolgáltatni.

2. Digitális Üzleti Hálózatok A ‘digitális üzleti ökorendszerek’ (Digital Business Ecosystem – DBE) fogalom a 90-es években jelent meg J. M. Moore tollából. Ebben párhuzamot vont a természetben előforduló élőlények egymásrautaltsága és a vállalkozások egymásrautaltsága között (Moore, 1993). Megjósolja az informatikai eszközök széleskörű használatát ebben az ökorendszerben. Helytállónak bizonyult, mivel az ICT lehetőségek térnyerésével párhuzamosan az e-kereskedelemben is megnőtt az információtechnológiai eszközök szerepe. Ez a helyzet a multinacionális vállalkozásoknak - akik képesek ezeket az igen drága beruházásokat finanszírozni- kedvezett. A 2004-es lisszaboni konferencián az EU elhatározta, hogy hathatós segítséget igyekszik nyújtani a KKV-knak, hogy versenyben maradhassanak. (Nanchira, 2007). A DBE filozófia mentén több kutatás is elindult, amelyek kisebb- nagyobb sikereket értek el. Saját magam is létre kívánok hozni egy DBE filozófián alapuló KKV-ket segítő Interneten keresztül működő programrendszert. A rendszer elkészítése előtt fontosnak véltem, hogy felmérjem a régióban tevékenykedő KKV-k üzleti kommunikációját

3. Felmérés az Észak-Alföldi régió KKV-éi körében a digitális üzleti kommunikáció használatáról Az esettanulmányok készítéséhez nélkülözhetetlenek voltak az alapos szakmai interjúk és konzultációk. Számos KKV-t meglátogattam, hogy gyakorlatban is felmérjem a szektorban alkalmazott megoldásokat. A mélyinterjúk során az alkalmazott technológiákat és rendszereket ismertem meg, a kutatási portál kialakításához szereztem információkat, valamint a kérdőíves felmérés tartalmi és módszertani kérdéseiről folytattam párbeszédet a bevont vállalkozások informatikai szakembereivel. Ezek felbecsülhetetlen háttér-információkat szolgáltathatnak egy-egy kérdéskör megértéséhez. Így a kvantitatív kutatás mellett az információk jelentőségét primer jellegű, kvalitatív kutatási rész is biztosítani hivatott. A mélyinterjúk és az elsődleges kutatás eredményeképpen elkészítettem a felméréshez szükséges kérdőívet, melyben az Észak-Alföldi régió Kis-és Középvállalkozásainak a digitális üzleti kommunikációját kívántam felmérni. Az elkészült kérdőív értelmezhetőségét kiválasztott kontrollcsoporttal ellenőriztem. A válaszok alapján módosítottam kérdőívet. A könnyebb kitölthetőség végett elkészítettem a kérdőív Internetes változatát, a Limesurvey szoftver segítségével. (2. ábra). Az alkalmazás 50 nyelven kínál teljes értékű, nyílt forráskódú, „php webes” adminisztrációs felülettel rendelkező megoldást, mely segítségével húsz különböző kérdéstípusban végtelen számú kérdést, illetve válaszlehetőséget hozhatunk létre. A kérdőívet és az adatokat Mysql adatbázisban tároltam, majd a válaszokat az alkalmazás segítségével az SPSS programcsomag által feldolgozható formába konvertáltam, így a kiértékelés is ezzel történt. Az eredmények bemutatására, diagramok készítésére a Microsoft Office Excel 2007 programot használtam.

236


1. ábra. A Limesurvey kezelőfelülete (Saját forrás, 2009)

Mint ahogy a kérdőív címéből is kiderül a célcsoport az Észak-Alföldi régió KKV-i. Azokat a vállalkozásokat kellett elérnem, amelyeknek az árbevétele kevesebb mint 2,5 milliárd forint és a foglalkoztatottak száma kevesebb mint 250 fő. Ezen vállalkozások száma a kiválasztott régióban körülbelül 280.000 darab. Az első próbálkozásom az volt, hogy a felmérést teljesen az Interneten keresztül próbáltam véghezvinni. Ennek a hatékonyságát egy pluszugrásos technikával ellenőriztem. Sajnos ez a fajta adatgyűjtés nem hozott sikert, hiszen a 7000 kiküldött kérdőíves felhívást mindössze két vállalkozás vette komolyan és töltötte ki a 15- 20 percet igénylő kérdőívet. Ezután egy kérdezőbiztosokból álló csapatot toboroztam, majd egy olyan címlistát állítottam össze, amelyben figyelembe vettem a vállalkozások megoszlását reprezentativitás biztosítása érdekében. Ezek szerint: „A vállalkozások árbevételének 2007-ben 61%-át, 2008-ban pedig 61,3%-át a mikro-, kis- és közepes vállalkozások adták. A vállalkozások árbevételének megoszlása évek óta lényegében nem változott. Az árbevétel nagysága szerint a működő vállalkozásoknak több mint a fele maximum 5 millió Ft árbevétellel rendelkezett 2007-2008-ban, 12-13% az 5-10 millió Ft árbevétellel rendelkezők aránya, 20% körüli azoknak az aránya, akik 10-50 millió Ft, 4% az 50-100 millió Ft, 6-7% a 100 millió Ft feletti árbevétellel rendelkezők aránya. A működő vállalkozásoknak több mint a felét kitevő, maximum 5 millió Ft-os árbevételt termelők jelentős része, közel 90%-a maximum egy főt foglalkoztató vállalkozás.” (NFGM , 2010) Ezen szempontok alapján a 3 kérdezőbiztosból álló csapattal 750 db vállalkozást kerestünk meg személyesen, vagy telefonon. A 750 vállalkozásból kb. 250 vállalkozott a kitöltésre. Ezek után levélben, email-ben, vagy személyesen eljutattuk hozzájuk a kérdőívet. Amelyből 210 érkezett vissza határidőre. Az értékelést ezen kérdőívek alapján készítettem el. 3.1. A kérdőív bemutatása A kérdőívben 15 kérdés és 17 kérdésblokk található (összesen 224 kérdés). 2 mennyiségi ismérv ,4 minőségi magyarázó változó mellett jelentős számú 7 fokozatú, szemantikus differencia skálán értékelt kérdés található a kérdőívben. A kérdőívet elsősorban a vállalkozások vezetője töltötte ki, amely nagyon hasznos az olyan felméréseknél, amely elsődlegesen kisebb cégek felé irányul.

237


2. ábra. Kitöltők megoszlása

3. ábra. Kitöltők megoszlása szektor szerint

(Saját készítés)


A következő grafikonok a kérdőívet kitöltő vállalkozások foglalkoztatottak száma és árbevétel szerinti megoszlását mutatják be.

5. ábra. A válaszadók megoszlása árbevétel szerint

4. ábra. A válaszadók jellemzése foglalkoztatottak szerint



A következő grafikon azt mutatja be, hogy a felmérésben résztvevő vállalkozások az utolsó évben az árbevételük hány százalékát költik ICT beruházásra

6. ábra. A vállalkozások az utolsó évben az árbevételük hány százalékát költötték ICT beruházásra (Saját készítés)

238


A következő grafikon bemutatja, hogy mennyi a felmérésben szereplő vállalkozások árbevételének hány százaléka származik elektronikus értékesítésből. Bár a grafikon szerint igen magas ennek az aránya, de az adatok nagyobb szemrevételezésésvel észrevehetjük, hogy ezt a magas arányt mindössze 36 vállalkozás adja össze. A többi vállalkozásnak ez az érték 1% alatti. Így összefoglalható, hogy ebben a kérdésben nagy fejlődési lehetősége van a vállalkozásokban.

7. ábra. Az elektronikus értékesítésből származó árbevétel aránya (Saját készítés)

A következőekben a felmérésben résztvevő vállalkozások informatikai alapadatait mutatom be. Ebből jól látható, hogy nagyon kevés azon vállalkozások száma, amelyek nem rendelkeznek internet csatlakozással. Ezek általában olyan vállalkozások, amelyeknek a működés során nincsen szükségük rá. A szerverek számát tekintve látható, hogy kevés vállalkozásnak van szervere. Ez a működési módjukból következik, ugyanakkor a személyi számítógépek száma azt mutatja, hogy szinte minden vállalkozás rendelkezik számítógéppel.

8. ábra. Internet csatlakozási adatok

9. ábra. Szerverek száma a vállakozásoknál



239


10. ábra. Számítógépek száma a vállalkozásoknál (Saját készítés)

4. Következtetés A dolgozatomban a DBE üzleti ökorendszer bemutatása után a hozzákapcsolódó felmérést muatattam be. A DBE a vállalkozások vállalatok horizontális és vertikális egymásra épülését és utaltságát írja le. Egy önálló vállalkozás sem képes önmagában megélni, működni, fejlődni. Hiszen valahonnan vásárolni kell az alapanyagot, az erőforrásokat, valakinek el kell adnia a terméket. Ezeket el kell szállítani valahova, valamivel, stb. Látható, hogy a vállalkozások közötti kapcsolatrendszer egy pókfonálhoz hasonlóan szövevényes szerkezetet alkot. Az ICT fejlődése magával hozta, hogy az élet egyre több területén is elkezdték használni a számítógépeket, és a hálózatokat. Az ICT bevezetésétől mindenki jelentős versenyelőnyt remélt, de legalábbis azt mindenképp, hogy nem fog eltávolodni a piacról. A 2004-es lisszaboni konferencián elhatározták, hogy az EU foglalkoztatás szempontjából legjelentősebb szektorát a Kis- és Középvállalkozásokat hozzásegítik olyan ingyenesen használható technológiai megoldásokhoz, amelyekkel reményeik szerint képes lehet utolérni a multinacionális nagyvállalatokat ebben az öldöklő versenyben. A dolgozatom második részében az Észak –Alföldi régió Kis- és Középvállalkozásai digitális és üzleti kommunikációjának a felmérésének egy részét mutattam be. A felmérés 2010 augusztusában készült, viszonylag rövid idő alatt ezért képes idő szempontjából pontszerű, mégis a felmérés mélysége miatt pontos eredményeket szolgáltatni. Jelenleg is folyik a kérdőív kielemzése, amelyet későbbi publikációkban kívánok közzétenni. Ezúton szeretném kifejezni a köszönetemet azon vállalkozások felé, amelyek a kérdőíves felmérés sikerességéhez hozzájárultak.

Hivatkozások Falus Iván – Ollé János (2000): Statisztikai módszerek pedagógusok számára, Okker kiadó, Budapest, p. 192-193. Herdon M, Eckert B (2007): E-work and IT for developing rural areas in Hungary. Information Systems in Agriculture and Forestry XIII European Conference.: Living Labs. Prága, Csehország, pp. 1-8. ISBN:978-80-2131643-0 Moore J. F. (1993): Predators and Prey: A New Ecology of Competition, Harvard Business Review Nanchira F., Nicolai A., Dini P., Louarn M., Leon L.(2007): Digital Business Ecosystem , http://www.digitalecosystem.org/dbe-book-2007 NFGM (2010):A kis- és középvállalkozások fejlesztésének stratégiája 2007-2013 Éves Időközi Monitoring Jelentés 2009. év

240

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Rózsa T, Herdon M (2009): Business value of information technology in small and medium sized companies. In: Nábrádi A, Lazány J, Fenyves V (szerk.) AVA Congress 4: International Congress on the Aspects and Visions of Applied Economics and Informatics. Debrecen, Magyarország Debrecen: Agroinform Kiadó, pp. 892-901. ISBN 98-963-502-897-9 Szűcs István (2002): Alkalmazott Statisztika, Agroinform Kiadó, Budapest 468. oldal Székelyi Mária- Barna Ildikó (2002): Túlélőkészlet az SPSS-hez, többváltozós elemzési technikákról társadalomkutatók számára, Typotex Kiadó, Budapest 66-67. oldal (2), 109. oldal (1) Sarkar R.,Prabhakar T.V., Chatterjee J.(2007):Towards Digital Ecosystems for Skill Based Industrial Clusters: Lessons from the 'Digital Mandi' Project Inaugural IEEE International Conference on Digital Ecosystems and Technologies Várallyai L, Herdon M (2010) :Digital Europe – Chance for Job in Hungary. Agris on-line papers in economics and Informatics volume 2. (1) pp. 49-56. Wilde, P. D., & Wang, J. (2008). Evolution-generated Communications in Digital Business Ecosystem. CIS 2008 IEEE Xplore 978-1-4244-1674-5/08 , 618-623.

241


Korszerű informatika megoldások a növénytermesztésben Cseh András

1

Abstract. Nowdays isn’t a segment of the economy where some IT application is not present, and the agriculture is no exception. The spread of information technology in agriculture is slower than other sectors of the economy the main reason for farmers less capitalized, the field is a significant scale factor is applied of hardware and software. The Hungarian crop production has several years of lagging behind in IT support and should be foreign to the everyday tools and applications is still almost new in Hungary. In my thesis, I present some of only in the agricultural sector used information technology solutions, and give a brief overview of precision farming is increasingly popular nowadays, with the spread of the main causes of cost savings, in some cases the increase the production and the environment protection. Keywords: IT application, precision farming, environment protection.

Összefoglaló. Napjainkra nincs a gazdaságnak olyan szegmense ahol valamilyen informatikai alkalmazás ne lenne jelen és a mezőgazdaság sem kivétel ez alól. Az informatika térhódítása a mezőgazdaságban lassabb, mint a többi gazdasági szektorban ennek legfőbb oka a mezőgazdasági szereplők gyengébb tőkeellátottsága ezért az üzemméret jelentős tényező az alkalmazott informatikai eszközök és szoftverek terén. A magyar növénytermesztés informatikai támogatottság tekintetében néhány éves lemaradásban van, ezért a külföldön már mindennapos eszközök és alkalmazások Magyarországon szinte még újdonságnak számítanak. A dolgozatomban bemutatok néhány csak az agrár szektorban alkalmazott informatika megoldást, valamint rövid áttekintést adok a napjainkban egyre népszerűbb precíziós gazdálkodásról is, melynek terjedésének legfőbb oka a költségmegtakarítás, némely esetben a hozamnövekedés valamit a környezetvédelmi szempontok. Kulcsszavak: Informatikai alkalmazás, precíziós gazdálkodás, környezetvédelem.

1. Bevezetés A XXI. századra a mezőgazdasági termelőknek a felgyorsult gazdasági folyamatok és az új fogyasztói igények, a szigorúbb környezetvédelmi előírások miatt egyre több időt kell fordítani a termelésen kívüli feladatokra is. A legjobb döntés meghozása egyre nehezebb a sokféle lehetőség miatt például a termeléshez milyen vetőmagot, vegyszert és műtrágyát használjon fel, mikor és kinek értékesítse a termékét, a felhasznált input anyagokkal összhangban milyen agrotechnikai beavatkozások vannak összhangban. Ezenkívül jelentős időt kell fordítani a különböző adminisztratív feladatokra úgy mint: a támogatásigénylésre, naprakész nyilvántartások vezetésére hogy a termelést a környezetvédelmi és élelmiszerbiztonsági előírásoknak megfelelően végezze, valamit különböző bevallások készítésére az állam intézmények számára (Szénás Sz et al, 2008). A magas jövedelemmel rendelkező fogyasztók között egyre inkább felmerül az igény az élelmiszerek előállításának a teljes nyomonkövethetőségére is (Charvát et al, 2009). Ennyire szerteágazó feladatokat a hagyományos papír alapú nyilvántartásokkal lehetetlen elvégezni ezért a mezőgazdaságban is az informatika adta lehetőséget kell felhasználni, hogy az új kihívásoknak megfeleljenek a termelők és ezzel együtt versenyben maradjanak a piacon.

2. Irodalmi áttekintés Úgy mint a jobb tőkeellátottságú külföldi farmerek, a magyar gazdák közül is a XXI. században egyre többen vásárolnak és használnak számítógépet és egyéb informatika eszközt. Azonban Magyarországon a 1

Cseh András University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

242


növénytermesztés informatikai támogatása még alacsonyabb szinten áll, mint külföldön. Ez több okra vezethető vissza: tőkehiány, IT ismeret hiány, kisebb innovációs hajlandóság. A magyar növénytermesztés informatikai támogatottság tekintetében néhány éves lemaradásban van, ezért a fejlett országokban már mindennapos eszközök és alkalmazások Magyarországon szinte még újdonságnak számítanak. A néhány éves lemaradás az informatikai területen nem elhanyagolható de az uniós versenyhelyzet miatt a magyar gazdaságok lemaradása egyre inkább csökken. Több tanulmány is kimutatta, hogy a gazdaságok miért vásárolnak számítógépet és egyéb informatikai eszközöket. A legfőbb említett okok a következők voltak (Nuthall, 2004): • magasabb jövedelem elérése a költséghatékonyabb input anyagok kiválasztásán és felhasználásán keresztül • időmegtakarítás a gyorsabb és könnyebb adatszolgáltatás az állami és szakigazgatási szervek felé • vezetői feladatok megkönnyítése a gyorsabb döntések, hatékonyabb tervezési, kivitelezési és ellenőrzési folyamatot biztosításával • egyszerűbb kapcsolattartás a piaci szereplőkkel és az állami szervekkel • bővebb oktatási tanagyagok, hatékonyabb szakmai fejlődés • versenyben maradni a többi gazdával, akik már használják a számítógépet. Napjainkban a mezőgazdaságban új nemzetközi tendenciák figyelhetők meg a farm menedzsment területén. Az 1. ábrán láthatók azok a főbb tevékenységek és feladatok, amit a gazdálkodónak irányítani kell (Sørensen et al, 2010). A mez őgazdasági termelés főbb keretrendszerét a nemzeti és az Unió közös agrárpolitikája alakítja ki a nyújtott támogatásokon és a törvényi, rendeleti szabályozásokon keresztül. A gazdálkodónak dokumentálnia kell, hogy a termelést a hatályos szabályoknak megfelelően végzi. A legfontosabb döntés hogy a mely fogyasztóknak milyen terméket állítson elő a gazdaság. Ennek megfelelően kell kiválasztani a vetőmagot, műtrágyát és növényvédő-szert valamint kell megszervezni a gépek és emberek által végzendő munkafolyamatokat. Az e-kereskedelem elősegíti a gyorsabb és kényelmesebb input anyag megrendelést (Herdon M et al, 2006). A termelési ciklusban növényállomány gyakori szemlézést igényel, mert ha nem várt események lépnek fel akkor a szükséges beavatkozásokat időben kell elvégezni. A termelés során felmerült összes gazdasági eseményt könyvelésben rögzíteni kell, ezáltal a gazdálkodó reális képet kap tevékenységének gazdasági eredményéről.

1. ábra. Főbb tevékenységek a farm vezető szemontjából (Sørensen et al, 2010)

243


2.1. A magyar mezőgazdaság jellemzői A magyar mezőgazdaság egyik sajátossága, hogy rendkívül változatos az üzemméret. A kisméretű önellátó farmok mellett éppen úgy jelen vannak a professzionális növénytermesztést folytató nagyüzemek is (2. ábra). Az elmúlt évtized jelentős változást hozott az információ-technológiai eszközök és rendszerek, valamint ezekre épülő alkalmazások és szolgáltatások fejlődésében. E fejlődés az agrárgazdaság számára is új lehetőségeket nyújtott, sok területen pedig ma már nélkülözhetetlen eszközök eléréséhez járult hozzá. Az üzemméret itthon és külföldön egyaránt jelentős tényező az alkalmazott informatikai eszközök és szoftverek terén (Batte, 2005). Az üzemméret növekedésével egyre többféle számítástechnikai eszközt és alkalmazást használnak a gazdálkodók. A néhány 10 hektár területen gazdálkodók szinte csak az állami adminisztrációs feladatokat végzik számítógépen. A nagyüzemek esetén már a legmodernebb technológiák és eszközök is jelen vannak, mint például a Globális Helyzetmeghatározó Rendszerek (GPS). 150 000 140 000 130 000 120 000 110 000 100 000 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0

< 00 10

0 00

25

0-2 10

0-1

50

0 -10 40

-40 16

-16 12

2 8-1

6-8

4-6

2-4

-2 1,5

,5 1-1

-1 0,5

0-0

,5

Üzemszám db SFH millió Ft

Méretkategória EUME-ben

2. ábra. Az üzemszám és az SFH megoszlása

2.2. Mezőgazdasági szoftverek bemutatása A növénytermesztésben egyre több ágazatspecifikus szoftvert és IT eszközt használnak. Az IT eszközök tervezésénél figyelembe kell venni, hogy a mezőgazdasági munkavégzés közben a különböző IT eszközöket fizikailag nagyobb megterhelés éri. A növénytermesztésben asztali PC-t leggyakrabban a következő feladatokra használják: döntéstámogatás (DSS-Decision Support System), termelésirányítás, egyéb vezetői feladatok segítése és adminisztrációs nyilvántartások készítése. A DSS programok segítenek kiválasztani az adott körülmények között a legjobb alternatívát például a felhasznált anyagokkal vagy termelési szerkezettel kapcsolatban. Ennek a kiválasztása számítógép nélkül szinte lehetetlen feladat a jelentős számú lehetőség (változat) kiértékelésének számításigénye miatt, így lényegében a számítógép számítási kapacitását használjuk ki (Kuhlmann, et al, 2001). A 2000-es évek elején ezen rendszerek a vállalkozások többségénél még egymástól elszigetelten úgynevezett szigetszerű rendszerekként működtek. Napjainkra egyre több mezőgazdasági cég ismerte fel,

244


hogy a szigetszerű rendszerek használata nem kifizetődő, helyettük inkább integrált rendszereket használnak. Az integrált rendszerek modulokból épülnek fel egy-egy funkció ellátását különböző modul végzi. A köztudatban keverednek az ERP (Enterprise Resource Planning - vállalati erőforrás tervezés) és az IEA (Integrated Enterprise Application - integrált vállalatirányítási alkalmazásoknak ) megfogalmazások. Funkcionálisan a két megnevezés a gyakorlatban sem határolható el élesen egymástól. Azon megoldások nevezhetők integráltnak, amelyek a könyvelés, értékesítés, emberi erőforrás menedzsment/bér, és a gyártás funkciók közül legalább hármat tudnak kezelni (Kiss, 2005). A növénytermesztés speciális körülményekkel rendelkező ágazat ezért az ott használatos integrált rendszerek többféle funkcióval rendelkeznek, mint egy általános célú integrált rendszer. A növénytermesztésben a következő egyedi feladatok kezelésére van szükség (Gyódi, 2010): A földterületek nyilvántartása: a növénytermesztés esetén a legfontosabb erőforrás a termőföld és a törvényi szabályozás miatt a társas vállalkozások saját földterülettel nem rendelkezhetnek. Így csak bérelt területen gazdálkodhatnak. Az elaprózódott birtokszerkezet miatt egy fizikai blokkon belül több 10 tulajdonos is lehet. Minden egyes tábláról sokféle adatot kell tárolni: helyrajzi szám (hrsz), tábla mérete, aranykora érték, tulajdonos adatai, szerződés lejárta, földbérleti díj értéke, támogatásokhoz kapcsolódó adatok. A terület alapú támogatási rendszer alapegysége a parcella. A rendszernek kezelnie kell azt a problémát, hogy a helyrajzi számú földterület nem feltétlenül esik egybe a parcella helyével . Ezért lehetséges hogy egy parcella több helyrajzi számú területből áll vagy egy helyrajzi számú területen több parcellát kell kialakítani. Táblatörzskönyv nyilvántartása: ide kerül rögzítésre táblánként mindenegyes elvégzett munkaművelet, a munkaművelet során kijuttatott anyag és annak a mennyisége valamint a betakarított termények adatai. Minden egyes művelethez külön költség illetve bevétel rendelhető. Szükséges tárolni még a talajvizsgálati és ha rendelkezésre állnak a meteorológiai adatokat is. A táblatörzskönyvi nyilvántartásból különböző kimutatásokat lehet és kell készíteni: Gazdálkodási Napló, permetezési napló, vetésszerkezet összegzés, táblánkénti fedezeti összeg és termelési költség számítás, tápanyagmérleg és trágyázási terv. Térinformatikai (GIS) modul: A GPS adatok kezelése és összekapcsolása a táblatörzskönyvvel. Többféle térképrendszer használata és a teljes térkép a különböző célokra történő használata során szükséges a rétegre bontás. Precíziós gazdálkodás támogatás: a precíziós gazdálkodásnál egyik legfontosabb a talajvizsgálatokra alapozott minél pontosabb tápanyag térkép kezelése. Ezen térkép alapján megvalósítható a differenciált tápanyag-kijuttatás. A gyomtérkép alapján megvalósítható a gyomfertőzöttség mértékének megfelelő növényvédő szerek alkalmazása. A betakarításkor a hozam adatok kezelése nélkülözhetetlen a következő évi tápanyag-gazdálkodási terv elkészítéséhez. Kommunikáció a fedélzeti számítógépekkel: A legmodernebb mezőgazdasági erőgépek mindegyikében jelen van a fedélzeti számítógép, ami egyrészt a munkavégzés minőségét javítja másrészt pedig a munkaműveletek adatait rögzíti. A fedélzeti számítógép segítségével kijelölhető a táblán belüli optimális munkavégzési útvonal. Magyarországon a legrészletesebb mezőgazdasági termelés technológiai dokumentáció a Gazdálkodási Napló (GN) melynek naprakész vezetésére minden olyan mezőgazdasági üzem számára kötelező amely agrár-környezetgazdálkodási (AKG) programban részt vesz. A 2009-ben újra indult AKG-hoz azonban már nemcsak a kérelmeket kell majd elektronikusan beadni, hanem a gazdálkodási naplót is így kellett beküldeni az MgSzH Agrár- környezetgazdálkodási Információs Rendszere (AIR) részére.

245


2.3. Elektronikus gazdálkodási Napló A napló tartalmi és szerkezeti jellemzője, hogy a benne lévő adatok különféle űrlapokban, táblázatokban találhatók és ezek tartalmilag szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Az egyes mezőkben beírandó értékek számos esetben elektronikus formátumban rendelkezésre állnak a gazdálkodó táblatörzskönyvi nyilvántartásában illetve néhány számítási művelettel előállíthatók. A GN-ra jellemző, hogy a mezők egy másik része formai és tartalmi szempontból ellenőrizhető mert több mező között is megállapíthatóak szabályok, összefüggések. A gazdák választhatnak az ingyenes és fizetős szoftverek között. Az ingyenes programok között kell megemlíteni MS Excel formátumban lévő kitöltést, amikor a legtöbb esetben a teljes adatbevitel a billentyűzetről történik, így ez hosszadalmas folyamat. Egy másik lehetőség az FVM támogatásával született Java alapú ingyenes program alkalmazása, amely a korábbi AIR portálról volt letölthető, de ennek a programnak a frissítése nem történt meg. Sok programfejlesztő cég felismerte a fizetős szoftverekben rejlő lehetőségeket. Nagyrészt offline alapú, számítógépen futtatható szoftvereket kínálnak a gazdáknak. A GN legtöbb esetben egy nagyobb programcsomag alrendszereként használható, amely elsősorban táblatörzskönyv vezetésre lett kifejlesztve. Ilyen esetekben a teljes rendszer egy közös törzsadatbázisra épül, a felhasználó számára az adatok többsége már automatikusan elkészül GN napló formátumban is. A szoftverek beszerzési ára nagy szórást mutat, a csak gazdálkodási napló vezetésére alkalmas rendszerek már néhány tízezer forinttól elérhetők, ezzel szemben az integrált rendszerek többnyire a százezer forintos tartományba találhatók. Az 1. táblázatban láthatjuk, hogy mely főbb szoftverfejlesztő cégek vannak jelen a magyar piacon. Az együttműködés oszlop arra utal, hogy a cég milyen megoldást kínál a termelők számára és a GN milyen adatokból került előállításra (Papócsi, 2009). Forgalmazója

1. táblázat. Fizetős szoftverek

Adatrögzítési mód

Együttműködés

Agrárin Kft. www.gazdalkodasinaplo.hu

Online

Nincs adat

Agroorganizáció Kft www.agroorg.hu

Offline

Komplex rendszer, táblatörzskönyv

Bogarasi Kft. www.bogarasikft.hu

Offline

Táblatörzskönyv

Hungária Agrovir Kft. www.agrovir.hu

Offline

Komplex rendszer

Landasin-Agrogazda Kft. www.agrogazda.hu

Offline

Komplex rendszer, táblatörzskönyv

PC Agrár Kft. www.pc-agrar.hu /

Offline

Táblatörzskönyv

Forrás: Papócsi, 2009

246


3. Precíziós gazdálkodás A precíziós gazdálkodás legfontosabb feltétele a GPS (Global Positioning System - műholdas helymeghatározó rendszer), ezen kívül szükség van még a megfelelő informatikai és térinformatikai támogatásra, valamit olyan mezőgazdasági munkagépekre melyek képesek a kijuttatott anyag mennyiségét munkaművelet közben változtatni. A globális helymeghatározás napjainkban a mezőgazdaságban is terjedőben van így lehetőség nyílt termőhely-specifikus mezőgazdasági termeléshez (Szilágyi, 2010). 3.1. Történelmi kitekintés A precíziós gazdálkodás kialakulása 1980-ban kezdődött, ekkor indultak meg a kutatások a fejlett mezőgazdasággal rendelkező USA-ban, Angliában és Németországban. A fejlesztés célja új technológiai megoldások alkalmazás a mezőgazdaságban, amely kezelni tudja a mezőgazdasági területek változatosságát és ezáltal előnyt lehet elérni gazdaságosság és környezetvédelem területén. 1998-ban már lehetővé vált a helyi igényekhez igazodó, legelőször a műtrágya differenciált kijuttatása. A műholdas helymeghatározó rendszernek köszönhetően lehetővé vált a táblán belül eltérő kezelést igénylő területek elhatárolása, így az egyes táblarészeken a hatékonyabb gazdálkodás valósítható meg. A hozamtérkép digitálisan előállított és tárolt adatokat szolgáltat az adott tábláról. A szükséges adatokat méter alatti pontosságú DGPS vevővel és hozammérő rendszerrel felszerelt betakarítógép készíti el. Napjainkra a precíziós gazdálkodás is egyre népszerűbb, mert kevesebb anyagfelhasználást eredményez, ezáltal költséghatékony és környezetbarát termelési módszer. A precíziós gazdálkodásnak jelentős befektetési igénye van így használata főleg a nagyobb gazdaságokra jellemző. A hatékony precíziós gazdálkodáshoz sok adatot kell gyűjteni a mezőgazdasági területről és az elvégzett munkaműveletekről. 2004-ben készült egy felmérés Dániában és USA-ban a precíziós gazdálkodás adataival kapcsolatos problémákról melynek eredménye 3. ábrán látható (Fountas). Adatkezelési problémák Dánia 80% 70%

74%

USA

69% 60%

60%

43%

50% 40%

30%

30%

30% 29%

32%

33%

37% 19%

20%

14%

10% 0% Időigényes adatfeldolgozás

Technikai ismerethiány

Mezőgazdsági ismerethiány

Nehézkes a szoftverek használata

Hosszadalmas adatáttöltés

Egyéb tényezők

3. ábra. Gazdák aggodalmai és problémái a precíziós gazdálkodás adataival Forrás: Fountas

Az ábráról látható hogy az említett problémák közül első helyen az adatfeldolgozás nagy időigénye, majd utána a technikai ismeret hiány található. Az USA-ban feltehetően a technikai ismerethiány azért

247


kiugróan tér a dániai adattól, mert ott a farmerek alacsonyabb tudásszint mellett is tudnak gazdálkodni, a fejlettebb szaktanácsadási hálózat miatt. 3.2. A precíziós gazdálkodás a gyakorlatban Magyarországon Magyarországon az egyik úttörő a precíziós gazdálkodás terén az IKR, mely a technológia során az alábbi lépéseket javasolja (IKR 1): 1.

Táblahatár GPS-es felmérése

2.

Hálószerű talajminta- vételi terv készítése

3.

Talajmintavétel terv szerint 3-5 hektáronként

4.

Talajvizsgálat (bővített és teljes körű)

5.

Tápanyag- ellátottsági térképek készítése

6.

Információk szolgáltatása a szaktanácshoz - tervezett növény - elővetemény termése vagy digitális hozamtérkép

7.

Elemzések

8.

Agrokémiai szaktanács

9.

Differenciál műtrágyázási terv készítése - szilárd műtrágyához - folyékony műtrágyához

10. Differenciált tápanyag- kijuttatás 11. Differenciált tőszám terv 12. Vetés bázis állomással, szakaszolással terv szerint 13. Precíziós herbicid kijuttatási terv (Hu, KA, pH térkép és gyomfelvétel alapján) 14. Precíziós herbicid kijuttatás 15. Ténylegesen kijuttatott műtrágya mennyiségek feldolgozása, beolvasása a szaktanácsadó rendszerbe 16. Adatok letöltése az Internetről A fent említett technológiai lépések –az alkalmazott módszerektől függően- jelentős erőgépi és munkagépi beruházással járhatnak a hagyományos gazdálkodáshoz képest. Törekedni kell az eszközök minél magasabb fokú kihasználtságára ezért csak a nagyobb (legalább 300-500 ha) területtel rendelkező gazdaságok számára érdemes saját gépi beruházást végrehajtani Az ennél kisebb gazdaságok maximum bérszolgáltatásként vehetik igénybe a precíziós gazdálkodás némely elemét. A kisebb területű gazdaságok számára a leghatékonyabb technikai segítség a párhuzamos sorvezetésre alkalmas GPS eszköz és szoftver beszerzése. Ilyen célra alkalmas eszköz és szoftver már 200-300 ezer forinttól elérhető és az árához képest nagyon sok előnyt jelent a termelés során. Egyre több gazdálkodó ismeri fel a műholdas sorvezetés fontosságát. Elsősorban a műtrágyaszórás és permetezés kapcsán merül fel az eszköz alkalmazásának gondolata, hiszen a nagy munkaszélesség miatt nehezen biztosítható a tökéletes csatlakozás. Permetezés esetén előfordulhat bizonyos területek kimaradása és onnét a károsítók ismét elterjedhetnek, viszont ha túl nagy az átfedés, akkor a kultúrnövény károsodása is felléphet a nagyobb dózisú anyag miatt. A műholdas

248


sorvezetés ezenkívül még a rosszabb látási körülmények közt, főleg az esti órákban történő talajmunkák munkavégzést is segíti. A 4. és 5. ábrán egy szélsőséges példa látható hogy mekkora különbségek lehet a nyomvonalban a sorvezető használatának a függvényében (IKR 2).

4. ábra: Munkaművelet nyomvonala sorvezető használta nélkül

5. ábra: Munkaművelet nyomvonala sorvezető használatával

3.3. Vélemények a Precíziós Gazdálkodásról (PG) Czimbalmos szer a PG javíthatja a termelők nyereségességét, és csökkentheti a mezőgazdaság okozta környezeti károkat (talajtaposás, víz- levegőszennyezés). Területteljesítmény növekedés (3-7%), kevesebb gépi munka (10-12% megtakarítás), valamit az anyagköltségek is csökkennek a kevesebb anyagfelhasználás miatt. A PG bevezetése mellett szólnak a közeljövőben a termelőre háruló minőségbiztosítási és környezetvédelmi, biztonsági feladatok, amely a járulékos költségmegtakarítás, a piaci előnyök révén további profitot jelenthet. Természetesen a PG-nak nem csak előnyös oldala van hanem meg kell említeni az adatelőállítás magas költségeit, amelyek leginkább a technológia alkalmazásának korai szakaszában jelentősek. A helymeghatározással egybekötött talaj-mintavétel, gyom-, rovar- és kórokozók felderítése nagy termelési kiadásokat jelenthetnek. Az adatvásárlás, előfizetés, a konzultációs díjak és az adatkezelési költségek is jelentős részt képviselnek. A PG-ra való átállás megtérülése modellszámítások alapján gazdaságmérettől függően 3-5 illetve 10-12 évre tehetők a mai magyarországi körülmények között gyakorlatilag nem térül meg a beruházás a kisebb területen gazdálkodóknál (Czimbalmos, 2009).

4. Következtetés Véleményem szerint a mezőgazdaság még csak részlegesen használja ki az informatika adta lehetőségeket, amely a környezetvédelemben, költségtakarékosságban, a fogyasztói igények magasabb szintű kiszolgálásában és még jó néhány egyéb dologban jelentkeznek. A termelőknek fontos, hogy az információ a lehető leggyorsabban eljusson hozzájuk, hogy a terményeiket hol milyen áron lehet értékesíteni mert így koncentrált felvásárlói körrel szemben kevésbé lesznek kiszolgáltatottak. Az újítások elterjedését több tényező határozza meg legfőképpen a technológiák bekerülési költsége azáltal hogy adott beruházás mikorra térül meg ezenkívül fontos még a gazdálkodók tőkeellátottsága és az állami törvényi szabályozás hogy milyen előírásokat támasztanak a gazdákkal szemben. A különböző e-szakigazgatási szolgáltatások mind az állam, mind a termelők számára hasznos, mert a benyújtott nyomtatványok formai hibáktól mentesek, gyorsabb lesz az adatfeldolgozás és a termelők előbb juthatnak az igényelt összeghez. Egy fontos még az e-szakigazgatási szolgáltatások mellett, hogy rugalmasabb ügyintézést tesz lehetővé,

249


nem kell mindig a hivatalba bemenni és akár a nap 24 órájában elérhető a szolgáltatás. Természetesen szükséges még az új technológiák használatához, a megfelelő szakképzettség és befogadókészség az új lehetőségek iránt.

Hivatkozások AKI, 2009: A tesztüzemi rendszer bemutatása https://www.aki.gov.hu/download/tesztuzemi_informacios_rendszer_pdf/1234 Batte Marvin T. 2005. Changing computer use in agriculture: evidence from Ohio Computers and Electronics in Agriculture, Volume 47, Issue 1, April 2005, Pages 1-13 Charvát K., Gnip P., Mayer W. 2009:FutureFarm vision, Agris on-line Papers in Economics and Informatics, Volume 1, Number 2, 2009 Czimbalmos R. 2009, GPS rendszerek alkalmazása, gazdaságossága mezőgazdasági vállalkozásokban Fountas S., Pedersen S. M., Blackmore S.: ICT in Precision Agriculture–diffusion of technology, http://departments.agri.huji.ac.il/economics/gelb-pedersen-5.pdf Gyódi P., 2010 A PC Agrár Kft. fejleszt r fejlesztési és alkalmaz alkalmazási eredményei, tapasztalatai http://odin.agr.unideb.hu/magisz/rendezveny/Rendezveny100409/Gyodi_Peter.pdf Herdon M, Zimányi K, Péntek Á. 2006. e-Factors in e-Agribusiness. Information Systems in Agriculture and Forestry XII. European Conference. Prága, Csehország, Czech University of Agriculture in Prague, pp. 1-10. ISBN:80-213-1494-X IKR 1, A nagypontosságú helymeghatározás http://www.ikr.hu/novenytermesztesi.php

hatása

a

növénytermesztési

munkák

minőségére

IKR 2, Az IKR komplett precíziós gazdálkodási rendszere, http://www.ikr.hu/fejlesztes_precizios.php Kiss A. 2005 ERP témavázlata, http://www.bp.gtk.szie.hu/e-business/Forrasanyag/ERP/kissattila_ea_temavazlat.doc Kuhlmann F., Brodersen C., 2001. Information technology and farm management: developments and perspectives, Computers and Electronics in Agriculture 30 (2001) 71-83 Nuthall P. L. 2004. Case studies of the interactions between farm profitability and the use of a farm computer. Computers and Electronics in Agriculture, Volume 42, Issue 1, January 2004, Pages 19-30 Papócsi L. 2009, Netrekész gazdák, Haszon AGRÁR 2009. április Sørensen C.G. , Fountas S., Nash E. , Pesonen L., Bochtis D., Pedersen S.M., Basso B., Blackmore S.B., 2010 Information modelling as the basis for farm management information system design, Computers and Electronics in Agriculture 2010. Szénás Sz, Herdon M eGovernment services for farmers. In: Gruia R, Gaceu L (szerk.) International Conference on New Research in Food and Tourism. BIOATLAS 2008 Conference. Brasov, Románia, 2008.06.04-2008.06.07. Brasov: pp. 356-360. Paper IT.10. ISBN:978-973-598-300-0 Szilágyi Róbert 2010, A mobil Internet jövője a mezőgazdaságban, Agrárinformatika / Agricultural Informatics (2010) Vol. 1, No. 1:47-52, http://journal.magisz.org/index.php/jai/article/viewFile/27/20

250


A magyarországi szélessávú infrastruktúra hatáselemzése az NRI alapján Botos Szilvia1 Abstract. The development of network infrastructure has significant role in the strategies of the various public and private organisations equally. Determining of development level of the several countries became important on international level also and the whole analysing of network of the country occurs regularly both domestic and European Union level. Some indices are applied on region level for characterization the development, but these are mainly absolut numbers such as the number of access endpoints or internet subscriptions. To establish the development level of regions according to each other (penetration, usage, economic effects, etc.) would be need for a complex index which can help to measure the network development level of the region in question. In that way the more accurate and complex analysis may help that the selection of the areas to be developed be wellestablished, since it doesn’t matter where do the developing sources go. Would be useful a complex index which includes those elements which applied for characterization of network infrastructure and with it we can state gradiation among the regions within the country. By the components of the index we may determine that how much the single elements contribute to the development of a region, where is worthy to make change for the development and the various sources on which areas benefiting the most favourable. NRI (Networked Readiness Index) which worked out for international comparison may mean a suitable basis in region level also, certainly the components of this index have to turn into such elements, which we can calculate and measure in this way. Keywords: network, infrastructure, networked readiness index, development, project.

Összefoglaló. A hálózati infrastruktúra fejlesztése igen lényeges szerepet játszik a különböző állami és magán szervezetek stratégiáiban egyaránt. Az egyes országok fejlettségi szintjének megállapítása nemzetközi szinten is fontossá vált, és hazai valamint európai uniós szinten is rendszeresen megtörténik az ország teljes hálózati elemzése. Bizonyos mutatószámokat régiók szintjén is alkalmaznak a fejlettség jellemzésére, de ezek főként abszolút számok, mint például a hozzáférési végpontok, vagy az internet-előfizetések száma. Ahhoz, hogy megállapítsuk mely régiók milyen fejlettségi szinten állnak egymáshoz képest (penetráció, használat, gazdasági hatások, stb.), szükség lenne egy komplex mutatószámra, amellyel mérni lehetne az adott régió hálózati fejlettségét. Így a pontosabb és összetettebb elemzés segíthetne, hogy a fejlesztendő területek kiválasztása megalapozott legyen, hiszen nem mindegy hová kerülnek a fejlesztési források. Hasznos lenne egy olyan komplex mutatószám, mely a hálózati infrastruktúra jellemzéséhez alkalmazott elemeket magában foglalja, és amellyel rangsort lehetne állítani az országon belüli régiók között. Az index összetevői alapján megállapítható lenne, hogy az egyes elemek milyen mértékben járulnak hozzá a régió fejlettségéhez, hol érdemes változtatni a fejlődés érdekében, és hogy a különböző források mely területeken hasznosulnak legkedvezőbben. A nemzetközi összehasonlításra kidolgozott NRI (Network Readiness Index) alkalmas kiindulási alapot jelenthet a régiók értékelésében is, természetesen a mutató egyes elemeit így is számítható és mérhető elemekre szükséges átalakítani. Kulcsszavak: hálózat, infrastruktúra, networked readiness index, fejlesztés, pályázat.

1. Bevezetés Az üzleti életben is egyre elterjedtebb a mondás, miszerint, ha nem tudod mérni, nem tudod irányítani sem. A gazdasági élet szereplőit az információs és kommunikációs technológiák, eszközök és eljárások nem csak közvetlen gazdasági tevékenységükben segítik, hanem abban is, hogy mérni tudják tevékenységeik eredményeit, fejlődését. Ahhoz, hogy ezek a mérések minél pontosabbak és gyorsabbak lehessenek az IKT (Információs és Kommunikációs Technológiai) ágazat fejlődését és hatékonyságát is mérni kell. A fejlődés tulajdonképpen törvényszerű, a hatékonyság azonban megosztja a szakembereket is. 1

Botos Szilvia University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

251


Hogy az IKT ágazat hatékonysága és gazdasági hatása hogyan alakul a gazdaság többi szereplőjére sokak szerint csak áttételesen lehet becsülni. A hálózati infrastruktúra által nyújtott lehetőségek mérése pedig szinte lehetetlen, különösen országosnál alacsonyabb szinten. Véleményem szerint viszont olyan sok pénz áramlik ebbe a szektorba, hogy valamilyen módszerrel mégiscsak kellene vizsgálni, milyen hatása van az egyes régiókban a hálózati infrastruktúra meglétének, a fejlesztéseknek, ezáltal megalapozottabbá téve a további fejlesztéseket. Jelentősége miatt a nemzetközi összehasonlításokra alkalmazott mutatóknak bonyolult módszertana van, több komplex mutatószámot dolgoztak már ki az egyszerű statisztikai számok mellett, melyekkel jellemezni lehet egy ország informatikai infrastruktúráját. Azonban régiókra vonatkozóan ilyet nem alkalmaznak. Magyarországon mind a hozzáférés, mind a használat terén jelentős bővülés történt 2004 óta, jellemzően 2006-ban és 2007-ben. Ennek ellenére bár az információs társadalom alapindikátorainak terén Magyarország megkezdte a felzárkózást Európa vezető államaihoz, azért inkább még elmarad az átlagtól, a használat esetében pedig átlagos szinten áll. Ez egyben azt jelenti, hogy rendre jobb eredményeket tud felmutatni a dél-európai államoknál, de régióbeli szomszédjaihoz képest sok esetben lemaradásban van. Jelen cikkben áttekintést adok Magyarország IKT infrastruktúrájának fejlettségét mérő egyik nemzetközileg is alkalmazott index fontosságáról, jellemzőiről, és alkalmazhatóságáról más szinteken, továbbá a hálózati infrastruktúra bővítésére irányuló intézkedésekkel való lehetséges kapcsolatáról.

2. Az elemzés céljai és módszere Annak, hogy egy regionális szinten is alkalmazható mutatót dolgozzak ki, több célja is van. Egyrészt egy objektív méréssel rangsort lehetne állítani az országon belüli térségek között, ezáltal a fejlesztési források jobban fókuszálhatóak lennének az elmaradottabb területekre. Másrészt egy hatékony felmérés segítségével jobban fel lehetne térképezni azokat a tényezőket, melyek befolyásolják a hálózati infrastruktúra fejlődését, használatát, így az általa elért hasznosságot. Továbbá egy ilyen felmérés által pontosabban meghatározható lenne az átviteli sebesség növekedésére vonatkozó trend, és a beruházások megvalósítását úgy lehetne ütemezni, hogy a szűk keresztmetszetek kiszolgálása történjen meg először. Értem ezalatt Budapestet, ahol a legfejlettebb technológia elérhető, és a legjobb eredményeket tudja felmutatni a statisztikai mutatókban, mégis fejleszteni kell, hiszen az igények itt nagyságrendekkel gyorsabban jelentkeznek, mint vidéki térségeken, ahol még nem érdemes milliárdos fejlesztéseket megvalósítani. Mindenhová azt a technológiát kellene elvinni elsőként, amely gazdaságilag még megtérül, viszont biztosítja az egyébként már alapvető emberi jogként definiált szélessávhoz való hozzáférési lehetőséget. A módszer egy komplex mutatószám kidolgozása, melynek alapjai az NRI mutatóban alkalmazott összetevők lehetnek, természetesen országon belüli régiók szintjén számítható és mérhető komponensekre alakítva őket. Továbbá olyan, fontos tényezőket beépítve, melyek országos szinten már nem mérhetőek, azonban régiós szinten igen, és igen nagy befolyásoló hatásuk van, illetve lehet. Az indexben nem csupán a közvetlenül mérhető adatokat használnám fel, mint ahogy jelenleg a régiókat jellemzik, (például a hozzáférések száma vagy sebessége), hanem figyelembe vehetjük, hogy milyen ezek tényleges használata, a hálózat kihasználtsága, az emberek felkészültsége, a különböző elektronikus szolgáltatások elterjedtsége. Továbbá a számításokba a hazánkban létszámukat tekintve az egyik legnagyobb üzleti tábort jelentő kis-és közepes méretű vállalatok jellemzői is beépíthetők. A kis- és közepes méretű vállalatok számára ez azért lehet fontos, mert számszerűsített információt kapnak, hogy miért elengedhetetlen a hálózati infrastruktúra által kínált lehetőségek kihasználása. Hiszen még ma is sok olyan vállalkozás van Magyarországon, melyek nem igazán tudják a hálózati hozzáférés lehetőségeit és az általa kínált szolgáltatások előnyeit kihasználni. Ez a probléma a háztartásokat is érinti. Ryszard Struzak (Struzak, 2010) egy tanulmányában a következőképpen fogalmaz: a tény, miszerint a megkérdezett emberek felének nincs szüksége vagy nem akar szélessávú hozzáférést otthonra, azt jelezheti hogy a társadalom egy jelentős részének más szükségleti hierarchiája és értékrendje van és nem tudja vagy nem érti és/vagy nem értékeli az előnyöket,

252


melyeket a hozzáférés kínálni tud. A szűk keresztmetszetet a háztartások és a kis-és közepes méretű vállalkozások jelentik a vidéki térségeken és a szegényebb társadalmi rétegekben. Ezen hozzáállás megváltoztatásához, további ösztönző programok és források szükségesek. Az egyes régiók ilyen jellegű tulajdonságai nagymértékben eltérhetnek, ezért a régiók fejlettségi szintjének mérése ebben a témában fontos lehet.

3. Magyarország hálózati felkészültsége, infrastruktúrája, változások Magyarországnak viszonylag alacsony az egy főre jutó GDP-je. De a gazdaságát elkezdte modernizálni, mely főként magas értéknövelt tevékenységeken alapul. Viszonylag gyorsan megvalósította az internet elfogadtatását és szélessávú fejlődésének egy olyan szintjét érte el, amely a legnagyobb európai országokéhoz közeli. Egy német cég, a MICUS által írt tanulmány (Fornefeld et al, 2008) szerint hasonló helyzetben van Írország (bár neki a GDP egy főre eső értéke jóval magasabb), Csehország, Észtország, Málta, Litvánia, Portugália és Szlovénia. Hazánk hálózati infrastruktúrájának pozitív irányú változása már az abszolút számokban mérve is megállapítható, ahogy ez az 1. ábrán is látható. Az Internet-előfizetések számának változása

2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000

3 Q

Q 20 3 09 Q 1

Q 20 3 08 Q 1

Q 20 3 07 Q 1

Q 20 3 06 Q 1

Q 20 3 05 Q 1

Q 20 3 04 Q 1

Q 20 3 03 Q 1

Q 20 3 02 Q 1

20 00

Q 20 3 01 Q 1

0

Q 1

Internet-előfizetések száma

3 000 000

Évek (negyedéves bontásban)

1. ábra. Az internet előfizetések számának változása Magyarországon (www.ksh.hu)

Ha a hozzáférési végpontokon túl megyünk, a hozzáférés sebessége is kiemelt helyen szerepel a szélessávú infrastruktúra megítélésében, továbbá hogy hogyan alakul ennek használata. Sajnos arra vonatkozóan, hogy mit is tekinthetünk a jelenlegi helyzetben szélessávú hozzáférésnek nincs általánosan elfogadott érték. Igazság szerint még ma is szélessávú átvitelnek nevezik a telefon átviteli sebességénél jobbat produkáló hálózatokat, holott már a 10 Mbit/sec is éppen hogy elég a tartalomszolgáltatók új termékeinek igénybevételéhez. Ma már ahhoz, hogy megállapítsuk mi is számít szélessávú hozzáférési sebességnek, figyelembe kell venni az aktuális adatátviteli sebességre vonatkozó trendeket, melyre elsősorban a multimédiás és interaktív tartalmak továbbítása van legnagyobb befolyással. Magyarország szélessávú lefedettségét igen jónak minősítik, ha arról van szó, hogy elérhető-e Internethozzáférés. Azonban ez nem jelenti azt, hogy a jelenlegi körülmények között az valóban szélessávú. Hiszen ha a Nemzeti Hírközlési Hatóság térképét nézzük (2. ábra), 1676 település esetén nincs a megadott feltételeknek megfelelő lefedettség, ez az ábrán a fehér rész, 345 településen 1 db hozzáférési hálózat elérhető, ez az ábrán a szürkével jelzett terület. 1153 településen 2 vagy több hozzáférési hálózat elérhető, mely a megadott feltételnek eleget tesz, ezeket a legsötétebb részek jelölik az ábrán.

253


2. ábra. Szélessávú (legalább 4 Mbit/s névleges sebességre képes) hozzáférési hálózatok – Optikai felhordó hálózati kapcsolat 2009 második negyedévében. (Horváth, 2009)

Országos szinten túl régiós és megyei lebontásban is elérhetőek penetrációs adatok, így megállapítható az összefüggés a fejlesztési támogatások és az elért eredmények között. A különböző szélessávú méréseket végző szervezet a legtöbb adatot nyilvánosságra is hozza, és igen sok információ van az egyes térségek fejlettségére vonatkozóan. Azonban ezek az adatok csak különállóan használhatóak fel, abszolút értelemben mutatják a fejlettséget, és csak az adott mennyiségi vagy minőségi mutatószám szerint. A telekommunikációs piacon megfigyelhető éles verseny ellenére, a vidéki térségek esetében nincs számottevő előrelépés. Mióta a piaci verseny alapvetően a fizetőképes kereslettől függ, az új technológiákat ott vezették be, ahol ez rendelkezésre állt, azonban a vidéki térségek esetében úgy tűnik ez hiányzik (Csótó és Herdon, 2008). Az IKT mutatók terén kistérségi szinten átlagosan 18-25-szörös különbségek mutatkoznak, melyek tovább élezik a már egyébként is meglévő területi különbségeket (Csatári és Kanalas, 2009). A digitális területi egyenlőtlenségek kiegyenlítődése az elmaradott térségekben serkenti a vállalkozások aktivitását, ezen keresztül növeli a foglalkoztatottságot, amire égető szükség van Magyarországon, hiszen hazánkban kirívóan magas a gazdaságilag inaktív felnőttek aránya a munkaképes népességen belül. Crandall, Litan és Lehr számításai szerint 15%-os szélessávú penetráció-bővülés 9%-kal növeli a foglalkoztatottságot (Csepeli, 2009).

4. Hálózati felkészültség: Az NRI A fejlesztési elemzések fő célja, hogy választ adjanak a kérdésre vajon a beruházás egy kiválasztott szélessávú hozzáférési technológiába jövedelmező-e vagy sem (Zagar és Krizanovic, 2009). A hálózati indikátorok részletes leírása szükséges, hiszen a piaci teljesítmény-mérések és a nemzetközi összehasonlítások egyaránt alapvető fontosságúak. Egy Ausztráliára és Kínára vonatkozó elemzés olyan tényezőket azonosít, melyek az internet hozzáférést befolyásolják, például a hozzáférés, vagy a megfizethetőség, és amelyek kedvezőek a politikai és szabályozási környezetre, ezáltal az Internet infrastruktúra és hozzáférés fejlődésére (Cooper és Madden, 2005).

254


A Világgazdasági Fórum évente jelenteti meg „Networked Readiness Index”-ét (NRI) és rangsorát. Az NRI azt méri, hogy az egyes országok mennyire képesek kihasználni az IKT eszközökben rejlő lehetőségeket, mennyire tudják azokat a nemzetgazdasági versenyképesség növelésének szolgálatába állítani. Az NRI egy három pillérből álló összetett indikátor, szintetizálja a környezeti tényezők minőségét, az érintettek (magánszemélyek, vállalkozások, és a kormányzat) felkészültségét, valamint a különböző felhasználói célcsoportok IKT-használati szokásait (www.etudasportal.gov.hu). Az NRI három fő területen (komponensben) összesen 68 számításba vett tényező segítségével vizsgálja, hogy az egyes országok mennyire készültek fel a hálózatos gazdaságra és az IKT-ben rejlő lehetőségek kiaknázására. A három terület (komponens): • az infokommunikáció általános gazdasági, szabályozási és infrastrukturális környezete • a magánszemélyek, a vállalkozások és a kormányok felkészültsége az IKT alkalmazására és hasznosítására • a rendelkezésre álló legújabb informatikai és kommunikációs technológiák tényleges alkalmazása.

3. ábra. A Networked Readiness Index összetevői (www.networkreadiness.com/gitr)

Az index számot ad a vállalkozások technológia-integrációjáról, az infrastruktúrák elérhetőségéről, sőt, a kormányzati irányelvekről, technológiai és innovációs támogatásáról is (Dutta és Mia, 2010).

5. Magyarország helyzete az NRI rangsorban Magyarország pozíciója folyamatosan romlott az utóbbi években. Tavaly még Kína és Indiai is mögöttünk szerepelt a rangsorban, idén már megelőztek minket. A 2006. évi 33. helyezésünk már homályba veszett, a 2009-es évben már csak a 46. helyet sikerült elérni a rangsorban a 104 nemzet közül.

255


A legújabb felmérésben Magyarország a piaci környezet, a kormányzati és az egyéni felkészültség kategóriájában teljesített a legrosszabbul a szakértők szerint. Ha a rangsort vizsgáljuk, Magyarország megfelelő szinten áll az első helyezettekhez képest, azonban az egyes részmutatók között igen nagy eltérések vannak. Véleményem szerint Magyarország ezen a téren fejlődését nagyban köszönheti az egyes nemzeti és európai uniós forrásoknak is, hiszen nagyon sok pályázat volt infrastruktúra kiépítésre, korszerűsítésre, valamint az ehhez kapcsolódó használatot elősegítő intézkedésekre. Az index értékét tehát valamilyen szinten befolyásolták ezek a tevékenységek. Az index értéke bár növekedett az elmúlt évek során, azaz önmagunkhoz képest folyamatos a fejlődés, azonban helyezésekben már lemaradás következett be, amely annak köszönhető, hogy más országok gyorsabb ütemben fejlődtek ezen a téren, és így rangsorban elénk kerültek. A 4. ábra azt mutatja, hogy a már fentebb említett, Magyarországhoz hasonló gazdasági körülményekkel rendelkező országok a három komponensindex tekintetében hogyan teljesítettek 20092010-es időszakban.

4. ábra. A környezeti, használati és felkészültségi részindex alakulása Csehország, Észtország, Magyarország, Litvánia, Málta és Szlovénia esetén (www.networkreadiness.com/gitr)

Az ábra nagyon jól mutatja, hogy hazánk mindhárom komponensindex esetén kisebb értéket ért el, mint a többi ország. Különös hogy a jóval keletebben fekvő Észtország kimagaslóan jól teljesített az utolsó felmérésben, és hogy Szlovénia, aki velünk szomszédos, szintén jóval magasabb értékekkel rendelkezik. Valószínű, hogy itt már az indexösszetevők mélyebb elemzése adhat választ arra, hogy ezekben az országokban mely befolyásoló tényezők miatt alakult így az index értéke.

6. A hálózatfejlesztési pályázatok hatása, és kapcsolatuk az NRI értékére A távközlési szolgáltatók beruházásokról szóló döntései – a többi üzleti szereplőhöz hasonlóan – profitalapúak. Ahol nem ígérkezik megfelelő befektetői profit, nem történik meg a fejlesztés. Még az ideális verseny helyzet sem tudja ezeket a problémákat megoldani, hiszen a versenyalapú üzleti döntések nem feltétlenül esnek egybe a társadalmi optimummal. Ez piachiba, ami okot szolgáltat az állami beavatkozásra. Mivel a befektetési döntéseket önálló gazdálkodó egységek hozzák, az állam csak közvetett eszközökkel képes azokat az érdekei szerint befolyásolni (Horváth, 2008). Ebből az egyik leghatékonyabb eszköz volt hazánkban a befektetési tőketámogatás. Erre épült fel a legtöbb pályázat, azaz

256


támogatták a vállalatok és önkormányzatok hálózatfejlesztését, volt olyan pályázat is, melyben az állami és EU-s támogatás összesen 90%-ot is kitett. Ahhoz, hogy hazánk a jelenlegi infrastrukturális szintet, és penetrációt elérje 2004 óta több támogatási konstrukció is lefutott. A támogató intézkedésekre azért volt szükség, mert az üzleti alapon történő fejlesztések nem érték volna el a kisebb településeket. A különböző projektek egyik célja (volt) a piac által nem preferált területek felzárkóztatása, a terület alapú digitális egyenlőtlenségek felszámolása. Ezzel biztosítandó az állampolgári jogon történő szélessáv-hozzáférést, másrészt elősegítendő a térség gazdasági fejlődését. A bővítés első nagy lépése az akkor Informatikai és Hírközlési Minisztérium által meghirdetett HHÁT2 és a HHÁT-3 jelű pályázatok meghirdetése volt 2003-ban, és a projekt finanszírozására összesen 1,3 mrd Ft állt rendelkezésre. A következő támogatási pályázat a 2004-ben meghirdetett GVOP (Gazdasági Versenyképesség Operatív Program) 4.4.1 és a 2005 elején kiírt GVOP 4.4.2 volt. Míg a két megelőző program széles pályázói réteg támogatását célozták meg (alacsonyabb támogatási összeg mellett), addig a GVOP pályázatok esetében magasabb volt a támogatási összeg, de a kiválasztás erős szűrés mellett valósul meg. Ezek a pályázatok nagy lendületet adtak a szélessávú infrastruktúra megvalósításának olyan térségekben, ahol azok piaci alapon nem jöttek volna létre. A létrejött szélessávú infrastruktúra hozzájárul a regionális versenyképességi különbségek enyhítéséhez, és a szélessávval ellátatlan területek fejlesztéséhez. Később, 2008-ban még egy hasonló pályázatot írtak ki, amely a GOP (Gazdaságfejlesztési Operatív Program) 3.3.1 elnevezést kapta. A GVOP 4.4.2.-es pályázatra összesen 117 induló jelentkezett, s az általuk lefedni kívánt települések száma elérte a 836 darabot. Ezzel összességében mintegy 1,2 millió lakosnak – 466 ezer háztartásnak – szándékoztak szélessávú infrastruktúrát biztosítani. Az összes pályázó együttesen több mint 20 milliárd forint állami támogatást igényelt, majd a nyertesek 10 milliárd forintot fordíthattak a fejlesztésekre. Azonban éppen a kisebb lakossággal rendelkező településekre vonatkozó pályázatok kerültek gyakrabban visszautasításra. Különös, hogy három megye esetében (Győr-MosonSopron, Tolna, Zala) egyetlen pályázat sem ért el eredményt, pedig ez a két megye szélessávval legkevésbé ellátott térség (Gál, 2008). Magyarország NRI helyezései 50

46

45

41

40

Helyezések

35

36

38

38

37 33

30

30 25 20

21 16

EU-27 helyezés 18

19

2004

2005

19

20

20

2007

2008

2009

17

Globális helyezés

15 10 5 0 2002

2003

2006

Évek

5. ábra. Magyarország NRI helyezései globális és EU-27 rangsorban. (www.weforum.org)

257


Az 5. ábrán Magyarország helyezési értékei szerepelnek globális, illetve az EU-27 tagállamok között. A két trendvonal között a különbség jól látszik, hiszen az EU-27 tagállamai között viszonylag stabil a helyezésünk, addig a globális versenyben hazánk egyre inkább lemarad. 2005. második felénél globális versenyben egy töréspont van, melynél az ország helyezése előre ugrott. Ehhez hozzájárultak a szélessávú infrastruktúra-fejlesztésre kiírt pályázatok eredményei is, hiszen 2005 és 2006 között csaknem 11,3 milliárd forintot fordítottak hálózatfejlesztésre, és ez csak az infrastruktúrafejlesztési rész. Ehhez hozzáadódnak a használatot elősegítő intézkedések forrásai is. Az Európai Unión belül nem volt olyan nagy mértékű a visszalépés, mint a globális rangsorban amely azt jelenti, hogy más kontinensek országai kezdenek minket megelőzni. Ez arra enged következtetni, hogy fejlesztéseink bár folyamatosak, nem kellő mértékűek, illetve nem a megfelelő területen történnek.

7. Következtetés Az információs és kommunikációs technológiák (IKT) előtérbe kerülése kibővítette azokat a tényezőket, amelyek egy meghatározott területi egység versenyképességét jellemzik (Szépvölgyi, 2003). Az állami szerepvállalás hatékonysága mind támogatási mind finanszírozási kérdésekben a szélessávú fejlesztéseket illetően megköveteli a fő keresleti, lefedettségi, technológiai és regionális folyamatok elemzését és nyomon követését. Ezáltal elkerülhető az indokolatlan beavatkozás a piaci folyamatokba, és lehetővé válik, hogy az állami fejlesztési elképzelések olyan módon valósuljanak meg, hogy azok célzottak és hatékonyak legyenek. A megfelelő állami ösztönzők és programok hiányában a piac által kevésbé preferált vidéki területeken a lemaradás egyre inkább növekszik (Csatári és Kanalas, 2009). A nemzeti IKT politikai programok és megvalósítási tervezetek különböző támogatási és kiépítési kezdeményezéseket alkalmaztak számos fejlődő országban, azért hogy javítsák az általános hozzáférést a szélessávú internet kapcsolatokhoz és így könnyítsék meg az átalakulást, a digitális gazdaságba történő átmenetet. Az állami szektor innovációs és modernizációs törekvéseit ösztönözte a következő szemlélet. Az ésszerűség miszerint a közszféra számára nyújtott nagyobb digitális együttműködés, az interaktív e-kormányzati alkalmazások és más információigényes szolgáltatások hozzá fognak járulni a szélessávú infrastruktúrák iránti jelentős, nemzeti szintű igények kielégítéséhez, igazolja a magasabb infrastrukturális beruházásokat és a szélessávú szolgáltatások piacának serkentését. A skandináv országokban ez a megközelítés elég sikeresnek mutatkozott, mely szerint a szélessávú internet-hozzáférési lehetőséget biztosítani kell szinte az összes állami és üzleti szervezet továbbá a népesség nagy része számára (Bygstad et al, 2007). Az Európai Bizottság szintén nagy figyelmet fordít a szélessávú hozzáférésre, úgy tekinti, mint kulcstényező az EU tagállamok kormányzati politikájában. A hálózati infrastruktúra egy sarokpontja az IT társadalomnak és fontos szerepe van a gazdaság irányításában, emiatt Magyarországnak lehetősége volt hogy jelentős összegeket fordítson fejlesztésekre az operatív programokon keresztül. A fejlesztési elképzelések szoros kapcsolatban vannak a kormányzati támogatásokkal, a jelenlegi támogatásokon keresztül amelyek azokat a szélessávval ellátatlan területeket támogatják, ahol a beruházás megtérülése a piaci feltételek alapján nem biztosított (Commission of the European Communities, 2006). Problémás azonban az ellátatlan területek pontos értelmezése. Erre a szélessávú fejlesztések hazai támogatási gyakorlatában még nem sikerült egyértelmű módszertant és monotoring rendszert kidolgozni. Ennek megoldására kívánok kidolgozni egy olyan mutatórendszert, mely alkalmas regionális és területi elemzésekre, a fejlesztési források leghatékonyabb felhasználási helyre vonatkozó meghatározás segítésére.

Hivatkozások Bygstad B., Lanestedt G., Choudrie J. 2007. Successful broadband project sin the public sector- a service innovation perspective. System Sciences, 2007. HICSS 2007. 40th Annual Hawaii International Conference on. pp. 103-103.

258

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Commission of the European Communities 2006. Bridging the Broadband Gap. Elérhető: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2006:0129:FIN:EN:PDF Cooper R., Madden G. 2005. Regional development and business prospects for ICT and broadband networks. Telecommunications Policy 29, pp. 97-100. Csatári B., Kanalas I. 2009. Kistérségeink területi és digitális egyenlőtlenségei. 3. Digitális Esélyegyenlőség Konferencia. Budapest, Hungary. Csepeli Gy. 2009 Nemzeti Digitális Közmű. Tudományos és Műszaki Tájékoztatás. 56. éfv. 4. szám Csótó M., Herdon M. 2008. Information technology in rural Hungary: plans and reality. Rural Futures: Dreams, Dilemmas and Dangers. Plymouth, United Kingdom, pp 1-6. Dutta S., Mia I. 2010. The Global Information Technology Report 2009-2010. SRO-Kundig, Geneva, Switzerland Fornefeld Dr. M., Delaunay G., Elixmann D. 2008. The impact of broadband on growth and productivity. A study on behalf of the European Commission. MICUS Management Consulting GMBH. Gál A. 2008. Szélessávú infrastruktúrafejlesztési pályázatok magyarországi tapaszalatai. 16. Távközlési és Informatikai Hálózatok Szeminárium és Kiállítás. Zalakaros, Hungary, pp 71-78. Hálózati felkészültség indes 2009-2010 – Világgazdasági Fórum. Elérhető: http://www.etudasportal.gov.hu/pages/viewpage.action?pageId=5865513 Horváth L. 2009, Szélessávú internet elérés http://www.nhh.hu/dokumentum.php?cid=22050

helyzete

Magyarországon

2004Q2-2009Q2.

Elérhető:

Horváth P. 2008. A távközlési infrastruktúra fejlesztésének paradoxonjai. 16. Távközlési és Informatikai Hálózatok Szeminárium és Kiállítás. Zalakaros, Hungary, pp 7-24. Struzak R. 2010. Broadband Internet in EU countries – Limits to growth. IEEE Communication Magazine. pp 52-57. Szépvölgyi Á. 2003. A tudás-alapú gazdaság és a regionális fejlődés. Társadalomföldrajz és területfejlesztés I-II. Debreceni Egyetem, pp. 597-611. World Economic Forum. Elérhető: http://www.weforum.org World Economic Forum. The Global http://www.networkedreadiness.com/gitr

Information

Technology

Report

2009-2010.

Elérhető:

Zagar D., Krizanovic V. 2009. Analyses and Comparisons of Technologies for Rural Broadband Implementation. 2009 International Conference on Software, Telecommunications & Computer Networks – (SoftCOM 2009). Croatia, Hvar, pp. 292-296.

259


Adatvédelem az ügyfélkapcsolat menedzsmentben 1

Kaderják Gyula , Herdon Miklós

2

Abstract. The object of our study is a comprehensive review of the risks of customer relationship management (CRM) systems, applied increasingly in Hungary, in terms of data security with regard to the field of intranet and internet phishing. The CRM systems are critical applications because their data warehouses are treasury of the personal datas, so they are main targets of the e-crimes. Obtaining and analyzing these typically high amount of customer datas offer significant benefits in the business competition, on the other hand it gives an easy chance for cyber-criminals to abuse of personal datas and privacy. Keywords: CRM, security, customer relationship management

Összefoglaló. Tanulmányunk célja annak áttekintése, hogy a hazánkban is egyre népszerűbb ügyfélkapcsolatmenedzsment rendszerek (CRM) alkalmazása milyen veszélyeket rejt adatbiztonsági szempontból, különösen a külső (internetes) illetve belső (intranetes) adathalászat vonatkozásában. A CRM rendszerek adatvédelmi szempontból különösen kritikus alkalmazások, hiszen adattárházai kincsesbányái a személyes adatoknak, így az elektronikus bűnözés egyre népszerűbb célpontjai is. Az esetenként gigászi mennyiségű ügyfél-adat megszerzése és elemzése jelentős versenyelőnnyel kecsegtet, másrészt a személyes adatokkal való visszaélés viszonylag könnyű lehetőségét kínálja a kiber-bűnözők számára. Kulcsszavak: CRM, adatvédelem, ügyfélkapcsolat-menedzsment

1. Bevezetés A nagy szervezetekhez hasonlóan számos kis-és középvállalkozás (kkv) is bevezet ügyfélkapcsolat menedzsment rendszert, hogy a mai rendkívül változékony gazdasági és piaci környezetben hatékonyabban tudjon működni (Alshawi at al, 2010). A CRM rendszerek jelentős mértékű terjedése azonban veszélyeket is jelent a vállalkozások számára. Jelen tanulmány célja annak áttekintése, hogy a hazánkban is egyre népszerűbb ügyfélkapcsolatmenedzsment rendszerek (CRM) alkalmazása milyen veszélyeket rejt adatbiztonsági szempontból, különösen a külső (internetes) illetve belső (intranetes) adathalászat vonatkozásában. E veszélyek a többrétegű CRM struktúra (Finnegan and Currie, 2010) különböző rétegeiben (technológiai, folyamat, human és kulturális) megjelennek. Az Eurostat adatai szerint ma már nincs Európában egyetlen olyan közepes és nagyvállalat sem, mely ne használna valamilyen Internet szolgáltatást. A CRM rendszerek e tekintetben különösen kritikus alkalmazások, hiszen kifejezett céljuk az ügyfelekhez kapcsolódó valamennyi tranzakciós adat valamennyi kommunikációs csatornán keresztül való rögzítése és utólagos elemzése az ügyfélkapcsolatok javítása, végső soron a profit növelése érdekében. A CRM rendszerek adattárházai tehát kincsesbányái a személyes adatoknak, így az elektronikus bűnözés egyre népszerűbb célpontjai is. Az esetenként gigászi mennyiségű ügyfél-adat megszerzése és elemzése jelentős versenyelőnnyel kecsegtet,

Kaderják Gyula Budapesti Gazdasági Főiskola, Pénzügyi és Számviteli Főiskolai Kar [email protected] 2 Herdon Miklós University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected] 1

260


másrészt a személyes adatokkal való visszaélés viszonylag könnyű lehetőségét kínálja a kiber-bűnözők számára.

2. Európai és hazai IT-körkép Hazai kutatások szerint (Ipsos 2010) – a teljes Internet forgalom tekintetében – Magyarországon 2006hoz képest mintegy nyolcszorosára nőtt interneten átlagosan eltöltött idő, ami összességében ma mintegy 240 millió órát tesz ki havonta. Jelenleg mintegy 56 óra/fő/hó (egy 2008-as GkieNet tanulmány szerint (PSZAF 2009) ennek a duplája) az átlagos internetezésre szánt idő. Ugyanezen tanulmány szerint a 15 év feletti internetezők száma öt év alatt megduplázódott, s ma eléri a 4,3 millió főt. Európára tekintve, a hazai vállalkozások IT technológiáját, internetes alkalmazkodóképességét egy közepes erősségű növekedési ütem jellemzi. Az alábbi táblázat (Eurostat 2010) egy pillanatképet tár elénk európai helyzetünkről az Internet vállalati körű alkalmazása tekintetében (a zárójeles adatok európai átlagértékek): 1. táblázat. Internethasználat célja a 10 főnél nagyobb vállalkozások körében.

Internethasználat célja Hatósági információszerzés Űrlapok letöltése hatóságoktól Űrlapok küldése hatóságokhoz Vásárlás interneten keresztül Megrendelések fogadása Számla küldése/fogadása Bevétel e-kereskedelemből E-kormányzat használat ERP használat CRM, ügyféladat-elemzés

Európa 40…89% (70%) 38…92% (69,6%) 15…85% (56,4%) 5…54% (24,7%) 3…29% (12,5%) 7…41% (23,2%)% 0,5…10% (3,6%) 41…96% (75,8%) 4…30% (16%) 6…28% (16,6%)

Magyarország 65% 65% 58% 15% 6% (nagyon kevés) 7% (utolsó) 2,4% (kevés) 68% (dinamikusan nő) 6% (nagyon kevés) 6% (nagyon kevés)

Látható, hogy ERP és CRM alkalmazások tekintetében az európai rangsor végén állunk. Megfigyelhető az is, hogy a néhány évvel korábbi erőteljes növekedés a CRM szoftverek piacán Európa szerte lelassult, s az utóbbi három évben csaknem mindenhol stagnálás tapasztalható.

3. Az informatikai adatvédelem irányai és szintjei Az informatikai adatvédelem célja és feladata az adatkárosodás és adatvesztés, illetve az illetéktelen adatelérés lehetőségének minimalizálása. Az adatvédelem fogalomkörébe tartozik minden olyan eszköz és módszer, amely ezt a célt szolgálja. Az informatikai adatvédelemnek alapvetően három szintje a fizikai, szoftveres (algoritmikus) és ügyviteli (szabályzati). E három szint mindig egy tágabb jogszabályi környezetbe ágyazottan jelenik meg, és csaknem mindig a három szint integrált, kombinált alkalmazása a jellemző egy adott környezetben (Németh 1984). Az informatikai adatvédelem irányait a 2. táblázat mutatja be:

261

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development 2. táblázat. Informatikai adatvédelem irányai (Kaderják 1999)

Adatkárosodás elleni védelem (Véletlen behatások) • Természeti hatások, elemi csapások • Hardver és szoftver hibák • Emberi tévedések

Illetéktelenség elleni védelem (Szándékos behatások) • Illetéktelen adatelérés / felhasználás • Illetéktelen programhasználat • Szándékos rongálás

Az illetéktelen adatelérés / felhasználás körében a védekezésnek alapvetően két módja lehetséges, mely általában kombináltan kerül alkalmazásra: • a behatolás / lehallgatás ellen védekezünk, vagy • az adatok titkosításával próbáljuk meg ellehetetleníteni azok felhasználását. 3.1. Külső és belső támadások Felmérések tanúsága szerint a PC korszak kezdetén az illetéktelenségek közel 20%-a (Virgil & Sekar 2008), napjainkban sokak szerint akár 80%-a írható a tisztességtelen, illetve felelőtlen alkalmazottak rovására. Jellemző tehát, hogy belső információ jut ártó szándékú felhasználó birtokába, és a visszaélés ennek birtokában és felhasználásával valósul meg. Ezért minden védelmi rendszer kialakításakor kikerülhetetlen a külső és belső támadások komplex kezelése. 3.2. Ügyfél-szolgáltató viszony Tanulmányok szerint (PTK 2009) ügyfél-szolgáltató viszonylatban az ügyfelek számára nem a biztonság jelenti az elsődleges szempontot, még ha a szolgáltatók erre kifejezetten felhívják is a figyelmet. Általánosan igazolt tény, hogy a különböző pénzintézetek által biztosított azonos hálózati szolgáltatások használati penetrációja (pl. internetbank használata) semmilyen szinten nem korrelál a szolgáltatásokba épített biztonsági módszerek megbízhatóságával. Tényként fogadhatjuk el azt az ügyfélelvárást, amely szerint elsődlegesen a szállító (bank, áruház, stb.) feladata, hogy mindent megtegyen az ügyfelek biztonsága érdekében és hogy a hálózati kommunikáció biztonsága minél kevesebb erőfeszítést, technikai/technológiai befektetést, anyagi áldozatot követeljen az ügyfél oldaláról. Ezzel a szállítók (pénzintézetek, áruházláncok, stb.) is tisztában vannak, általában jóval gazdagabb humán és technikai erőforrás-készlettel rendelkeznek a megfelelő védelem megvalósításához, és jobbára meg is tesznek mindent annak érdekében, hogy ezt megvalósítsák. A támadók ezért leginkább az ügyféloldalon próbálkoznak illetéktelen behatolással. 3.3. Számítógépes bűnözés Napjainkra az e-bűnözés olyan mértéket öltött, hogy az az IT-alapokra, az infrastruktúrára nézve is veszélyt jelent. És nem csak a pénzintézetek vannak veszélyben, hanem minden további szektor is, ahol értékes és könnyen értékesíthető ügyféladat-vagyon található. Az illegális adateléréseket jellemzően bűnszövetkezetek hajtják végre. Az adatok e-piactereken cserélnek gazdát, sőt e tevékenység szolgáltatási ágazattá nőtte ki magát (crimeware as a service – CaaS). E terület jellemzői napjainkban: • adathalászat (értékes és könnyen értékesíthető adattárház vagyon – jellemzően ügyféladatállomány – megszerzése) • személyiség lopás (identity theft) • közszolgáltatások elleni támadások • kritikus hálózati elemek és infrastruktúra elleni támadások • malware-ek és grayware-ek számának intenzív növekedése

262


3.4. A külső támadások eszközei Az illetéktelen célok elérésének elsődleges külső eszközei a különböző elektronikus kártevők, gyűjtőnevükön malware-ek (vírusok ). Ezért mondhatjuk, hogy az illetéktelenség elleni védelem jelentős részben ezen virtuális kártevők elleni védelem (továbbiakban: vírusvédelem). Az e-kártevők csoportosításának számos változata közül egy egyszerű, hármas felosztás (Krasznai 2005): • Vírusok (virus): Olyan kód, mely egy másik végrehajtható kódhoz csatlakozik. Önmagát sokszorosítja, terjedni csak emberi segítséggel tud. • Férgek (worm): Olyan kód, mely önmagában hordozza a károkozót, önmagát sokszorosítja, emberi beavatkozás nélkül terjed (hálózaton). • Trójaiak (trojan): Olyan kód, mely egy másik végrehajtható kódhoz csatlakozva hasznos funkcionalitást hitet el magáról. Önmagát nem sokszorosítja, terjedni általában más rosszindulatú kóddal szokott. Az egyre újabb és kifinomultabb megoldások ötvözik a három kategória jellemzőit. A valódi kárt nem okozó elektronikus kártevők (grayware) közé tartozó az agresszív hirdetések (adware), kéretlen levelek (spam), stb. „legfeljebb” bosszúságot, kellemetlenséget okoznak. 3.5. Jellemző támadási típusok A fenti három kategória módszereinek ötvözésével napjainkra az alábbi támadási típusok váltak jellemzővé: • Phishing, pharming (adathalászat). Egy 2008-as felmérés szerint (PTK 2009) az ilyen jellegű támadások zöme pénzintézetek, illetve tranzakciókat, fizetési szolgáltatásokat biztosító szolgáltatók ellen irányult. A VeriSign web-oldalán olvashatjuk, hogy az elmúlt évben 57 millió Internet felhasználót ért phishing támadás. • Kémkedés (spyware programok). • Billentyűfigyelés (keylogger programok). • Hátsó ajtók (backdoor programok). • Man-in-the-middle (MITM) támadások. • Man-in-the-browser (MITB) támadások. • DNS cache poisoning támadás. • Rootkit-ek. • Adatállományokba (dokumentumokba) rejtett károkozók:GIFAR, Flash, PDF kártevők, illetve makro vírusok.

4. Célpontban a CRM rendszerek adattárházai Néhány riasztó tény az utóbbi időkből, amely az ügyféladatok kiszolgáltatottságát, s egyúttal a felhasználók túlzó jóhiszeműségét és hamis biztonságérzetét illusztrálják: • Ron Bowes kanadai biztonsági szakértő több mint 100 millió felhasználóról gyűjtött össze közösségépítő portálokról publikus adatokat egy 2,8 GB méretű adatállományba, mely torrent oldalakra is felkerült (Kristóf 2010). • A BitDefender egyik kutatója kísérletképpen a Facebook-ról 250 ezer felhasználó érzékeny adatát (név, cím, e-mail cím, jelszavak) halászta le, melyeket elemzett is, és megállapította, hogy a megszerzett e-mail fiók adatok 87%-a érvényes, és felhasználásukkal be is lehetett jelentkezni a Facebook-ba (Kristóf 2010). • Az Intrepidus Group 2009-ben 69 ezer vállalati dolgozót vizsgált világszerte, s megállapította, hogy a felhasználók 23 százaléka fogékony a támadásokra jóhiszeműsége miatt (Dojcsák 2009).

263


•

•

Az üzleti szoftvereket forgalmazó Salesorce.com cég, amely közel egymillió on-demand CRM ügyféladatot tartalmazó adatbázissal rendelkezik, 2007-ben áldozatául esett egy phishing akciónak, melynek révén legalább 500 ügyfél esett áldozatul az adatlopást követő adathalász akciónak, mivel a csalók e-mail üzeneteire válaszolva, jóhiszeműen kiszolgáltatták személyes adataikat (The Washington Post 2007). Symantec kutatói fedezték fel, hogy több százezer felhasználó adatait lopta el egy trójai program a több mint másfél millió állásajánlatot tartalmazó Monster.com nevű Web oldalról (Koman 2007).

A hasonló eseteket hosszasan lehetne sorolni. Phishing célpont volt már az eBay, a Bank of America, a PayPal, és hasonló nagyok bőségesen. 4.1. Ki áll mögötte? Az elektronikus bűnözés mögött általában nyereségvággyal bíró egyének vagy csoportok állnak. Ám az egyre zordabb piaci versenyben a gazdasági, politikai, hatalmi előnyökért folyó ipari kémkedés is erőteljesen jelen van. Álljon itt ennek igazolásaként néhány példa. • 2000-ben került nyilvánosságra az egész világot behálózó nemzetközi műholdas lehallgató rendszer, az ECHELON létezése (Dénes 2005). Ez az elképesztő erőforrás-igényű rendszer ma is a legnagyobb titokban, a titkosszolgálatok felügyelete alatt működik. Lehallgatja az összes műholdas, mikrohullámú, mobil és optikai-szálas kommunikációs forgalmat és továbbítja az összes információt egy számítógépes rendszerbe tovább-feldolgozás és elemzés céljából. • A legutóbbi Google botrány során kiderült, hogy a saját műholddal rendelkező Google az utcaképek elkészítése során, akarva-akaratlan nagy mennyiségű személyiségi jogokat sértő információt is rögzített. • A honlapok használata naplózható. Ma már nincs annak erőforrás akadálya, hogy egy óriási számítógépes rendszer eltároljon minden internetezőről minden keresési információt, és egy megfelelő webes e-mail szolgáltatással összekapcsolva (vagy kémprogramok által megszerzett adatok révén) hozzárendelje konkrét személyhez. • 2010-től az új állatvédelmi törvény (41/2010.II.26.) kötelezővé teszi a kedvtelésből tartott kutyák mikrochipes megjelölését Magyarországon. Az állat adataival együtt gazdája adatait is rögzítik egy nyilvános adatbázisban. 4.2. A CRM rendszerek és az e-bűnözés A CRM rendszerek adattárházainak alapját azok a tranzakció szintű ügyféladatok jelentik, amelyeket minden lehetséges információs csatornán keresztül rögzítésre kerülnek további elemzés, végső soron a testre szabott marketing (profitmaximum) céljából. Ezek az adattárházak információs kincsesbányák, s valójában az ügyfélnek fogalma sincs róla, hogy mi lesz ezekkel az adatokkal (Mátronffy 2006). A korrekt kommunikációs folyamatok során ugyan mindig lehetőséget kap az ügyfél, hogy adatvédelmi nyilatkozatot tegyen (adatai kiadhatók-e harmadik félnek, hozzájárul-e marketing célú megkeresésekhez, stb.), ám válaszai pontos következményeivel és adatai felhasználási körével többnyire nincs tisztában. Főként kisebb vállalkozások körében - megfizethetőségük miatt - egyre népszerűbbek a webes on-line, on-demand (bérszolgáltatásként biztosított) rendszerek. Ilyenkor, és minden olyan esetben, amikor egy vállalat kiszervez bizonyos CRM tevékenységeket, jogbizonytalanság adódik az ügyfél eredeti nyilatkozatával kapcsolatban. Az ügyféladatok fizikailag is kikerülnek egy szolgáltatói szerverre, így azok kitettebbek minden támadásnak, s bizalmasságuk megőrzése minden védelmi megoldás ellenére is nehezebbé válik. Hatósági kényszer esetén (pl. utas listák kötelező kiadása nemzetbiztonsági hatóságnak) sem lehet a CRM

264


adattárházak adatbiztonságát szavatolni, de hasonló a helyzet a különböző elektronikus szolgáltatások, főként az e-közigazgatás terén. Ezek a területek jogilag ma sem rendezettek.

5. Következtetés Az illetéktelen adatelérés legértékesebb célpontjai a CRM rendszerek adattárházai. A cél: • A személyes / üzleti adatokkal való visszaélés (zsarolás, lopás, stb.) • Ipari kémkedés, bűnmegelőzés, személyek feletti kontroll gyakorlása. • Versenyelőny növelése az adatok elemzése révén. Minden CRM rendszer gyenge láncszeme az ügyféloldal. A szolgáltató jobbára mindent elkövet a gazdaságos és biztonságos adatvédelem érdekében, mivel nincs jelentős befolyása az ügyféloldali adatvédelemre. Az IT technológiák, főként az internetes technológiák rohamos fejlődése révén egyre növekvő a kitettsége a személyes adatoknak, egyre nagyobb esély a személyiségi jogok, a magánszféra megsértésének is. Ez a veszélyforrás nem küszöbölhető ki. Amit tehetünk, az az illetéktelenség elleni kiszolgáltatottságok gazdaságosan minimális szinten tartása és kontrollja az adatvédelem minden szintjén. Főbb szempontok: • Up-to-date adatvédelmi megoldások alkalmazása • Szigorú jogkövetés és nemzetközi jogharmonizáció • Nemzetközi összefogás erősítése • Bérüzemeltetés illetve külső szerverek alkalmazása esetén törekvés a maximális megbízhatóságra. • Ügyfél-edukáció Az ügyfelek alapvető bizalma, szerényebb erőforrás lehetőségei, túlzott jóhiszeműsége és információtechnológiai és adatvédelmi ismereteinek jellemző hiánya nagyfokú kiszolgáltatottságot eredményez. Ezért az ügyfél-edukáció és hatásosságának mérése kiemelten fontos területe a védekezésnek.

Hivatkozások Alshawi S., Missi F., Irani Z. 2010. Organisational, technical and data quality factors in CRM adoption — SMEs perspective, Industrial Marketing Management p 8 (in Press) Dénes T.: ECHELON - az e-társadalom információ-pajzsa, 2005, http://www.titoktan.hu/_raktar/_e_vilagi_gondolatok/1.GondolECHELON.htm Dojcsák D.: Adattolvajok szállták meg a Facebookot, 2009, http://www.hwsw.hu/hirek/42151/facebook-twitter-livemessenger-phishing-adathalaszat-biztonsag.html Eurostat: http://epp.eurostat.ec.europa.eu , 2010. Finnegan, D. J., Currie W. L. 2010. A multi-layered approach to CRM implementation: An integration perspective. European Management Journal (2010) 28, 153– 167 Ipsos: 240 millió órát szörfölünk havonta, http://www.ipsos.hu/site/gia-240-milli-r-t-sz-rf-l-nk-havonta/ , 2010. Kaderják Gy.: Adatvédelem (főiskolai jegyzet, FSZ 004), BGF PSZF Kar, Budapest, 90 p, 1999. Koman R.: Monster.com hit by a monster phishing scam, http://www.crm-daily.com/story.xhtml?story_id=54782 , 2007. Krasznai Cs.: Alkalmazásfejlesztés biztonsága (prezentáció), www.kancellar.hu/feltoltes/alkalmazasfejlesztes_biztonsaga.pdf , 2005. Kristóf Cs.: Milyen nehéz Facebook jelszavakat szerezni?, http://computerworld.hu/milyen-nehez-facebookjelszavakat-szerezni.html , 2010.

265

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Mártonffy A.: CRM és adatvédelem, http://www.itbusiness.hu/hetilap/cimlapon/CRM_es_ada5749.html , 2006. Németh J.: Adatvédelem a számítógépes és hírközlő rendszerekben, SZÁMALK, 1984. PTK (Puskás Tivadar Közalapítvány) (szerk.): Internet biztonsági tanulmány - Az internet szerepének gyors növekedésében rejlő pénzügyi visszaélésekkel kapcsolatos kockázatok, http://www.pszaf.hu/data/cms2102150/Puskas_Tivadar_Kozalapitvany_Internet_Biztonsagi_Tanulmany.pdf , 2009. The Washington Post: Salesforce.com Acknowledges Data Loss, http://voices.washingtonpost.com/securityfix/2007/11/salesforcecom_acknowledges_dat.html , 2007. Virgil D. Gligor & C. Sekar Chandersekaran: Surviving Insider Attacks: A Call for System Experiments, Advances in Information Security, Volume 39, 153-164p, 2008.

266


e-Learning lehetőségek az agrár-felsőoktatásban Lengyel Péter 1 Abstract. We use Moodle at the University of Debrecen, Centre for Agricultural and Applied Economic Sciences since November 2007. Moodle is an open source Learning Management System. Learning Management System (or LMS) is a software package, that enables the management and delivery of learning content and resources to students. Most LMS systems are web-based to facilitate "anytime, anywhere" access to learning content and administration. LMS tracks student progress in a course and indicates completions. At the least, learning management systems track individual student progress, record scores of quizzes and tests within an online learning program, and track course completions. Moodle has more and more function at our Department in education. Our aim is to develop such a learning system, which is an integral part of educational process. This paper shows the architecture and function of this system and the opportunities for further development. Keywords: e-Learning, learning object, quality improvement.

Összefoglaló. A Debreceni Egyetem Agrár- és Gazdálkodástudományok Centrumán 2007 november óta használjuk a Moodle-t, mely egy nyílt forráskódú LMS (Learning Management System) rendszer, azaz tanulásirányítási rendszer. A tanulásirányítási rendszerek feladata, hogy azonosítsa a felhasználókat, és szerepkörük, jogosultságaik szerint a megfelelő kurzusokkal összerendelje őket. Az LMS szerverek a felhasználók tevékenységeit, a tanulás szempontjából fontos adatokat naplózzák, s ebből a későbbiekben statisztikák generálhatók. Ezek az adatok egyrészt a tanulók haladásával kapcsolatosan szolgáltatnak fontos információkat, másrészt a tananyag hatékonysága is kideríthető belőlük. A karunkon bevezetésre került rendszer egyre nagyobb szerepet kap az oktatásban. Célunk egy olyan oktatási rendszer kialakítása, amely ténylegesen szerves részét képezi az oktatási folyamatoknak. Ez a cikk bemutatja a rendszer felépítését, működését és továbbfejlesztési lehetőségeket. Kulcsszavak: e-Learning, tananyag elem, minőségfejlesztés.

1. Bevezetés Közel egy éves tesztelést, tapasztalatszerzési és próbaüzemelési időszakot követően 2007 novemberében vezettük be a Moodle keretrendszert A Debreceni Egyetem Agrár- és Gazdálkodástudományok Centrumán. Az elmúlt két év során szerzett alkalmazási tapasztalatok azt mutatják, hogy mind az órai munkához, mind az otthoni felkészüléshez jelentőst támogatást tudunk nyújtani az oktatáspedagógiailag korrekten létrehozott és feltöltött anyagokkal. Ehhez szorosan kapcsolódik az elektronikus tananyagfejlesztés, mely az uniós HEFOP pályázati projekt keretein belül oktatóink részvételével több tantárgy esetében már részben megvalósult. Nagy hangsúlyt fektetünk a rendszer számonkérésre történő használatára, mely tesztek, illetve feladatok alkalmazásával történik. A Moodle-ban számos tesztkérdés típus között válogathatunk, ennek megfelelően színes, változatos teszteket hozhatunk létre. (Lengyel - Herdon, 2008) A kari oktatók részére szervezett kurzusokon ismertetjük a rendszer működését, használhatóságát és mutatjuk be a rendszerben rejlő lehetőségeket. A minden szemeszterben meghirdetésre kerülő kurzus célja, hogy szakmai támogatásunkkal a kar többi tanszéke is használja az oktatási folyamatban a Moodle-t, mellyel színesebbé és hatékonyabbá tehetjük a kar képzéseit.

1

Lengyel Péter Debreceni Egyetem AGTC GVK GAIIT [email protected]

267


A rendszert az agrármérnöki, AIFSZ, BSc, MSc, PhD, Erasmus képzésekben, illetve külföldön (Románia) folyó képzésben is használjuk (Herdon – Várallyai, 2009). Tanszékünk emellett ECDL képzésben és a NODES Projektben is kihasználja a keretrendszer funkcióit. Miután a kari rendszer használatát kiterjesztettük a teljes Agrártudományi Centrumra 26 szakon közel 100 oktató 170 kurzussal és több mint 3000 hallgató csatlakozik az e-Learning alapú oktatási folyamatba (Szilágyi - Herdon, 2006). A legtöbb kurzus az 5 új típusú alapszakon (Pénzügy és számvitel, Kereskedelem és marketing, Turizmus-vendéglátás, Gazdasági és vidékfejlesztési agrármérnök, Informatikus és szakigazgatási agrármérnök) található.

1. ábra. A DE-GVK Moodle rendszerének látogatottsági statisztikája Forrás: Google Analytics, 2010 A Moodle portál látogatottsági statisztikáját a Google Analytics szolgáltatással készítem. Ennek segítségével mindig napra kész, pontos információt kapok arról hányan, honnan, milyen böngészővel, stb. használják a rendszert, mennyi időt töltenek a rendszerben. Az 1. ábra a 2008/2009 és a 2009/2010-es tanév összehasonlítását mutatja.

2. e-Learning alkalmzása a DE-AGTC-n Mint sok más felsőoktatási intézmény, mi is bevezettük DE-AGTC-n 2007-ben a Moodle LMS rendszert. A kar vezetőivel felismertük azt a tényt, hogy be kell vinni a modern technológiákat az oktatásba, melyet a Moodle rendszerrel valósítottunk meg. Később meg kellett állapítanunk azt a tényt, hogy bár a Moodle minden funkciójával biztosítja az online tanulás, tanítás folyamatát, de nem segíti a multimédiás, interaktív források létrehozását, melyek fontos elemei az e-Learningnek. (Rosenberg, 2001) Az Moodle LMS és az e-Learning adta lehetőségek alapján létrehoztam egy 4-szintű e-Learning modellt. Ez a modell megmutatja és kifejezi az e-Learning alkalmazásának kiteljesülését, egésszé válását,

268


minden előnyének kihasználását és ennek a folyamatnak a felépülését a DE-AGTC Moodle oktatási rendszerben. Ez a modell jól mutatja, hogy a DE-AGTC e-Learning alkalmazása ma melyik szinten tart és mely szinteket kell még teljesíteni ahhoz, hogy a teljes modell minden szintjével együtt megfelelően támogassa, működtesse a DE-AGTC e-Learning tevékenységét. A 4 szintű e-Learning modell: 1. szint: Információs adattár - ez egy olyan Moodle rendszer, ami csak elektronikus dokumentumokat tartalmaz, mint a kurzusok dokumentumai, tananyagai, PowerPoint bemutatói. Ez a belépő szintű funkcionalitása a DE-AGK Moodle rendszerének. 2. szint: Online gyakorlat – feleletválasztós, igaz/hamis, párosító, rövid válaszos és más típusú kérdések létrehozása és ezek megválaszolása, kiértékelése mind támogatott a Moodle-ben a Kérdésbank, valamint a Teszt tevékenység, mint eszköz használatával. 3. szint: Kommunikáció a) Egyirányú kommunikáció – ezen a szinten a Moodle-t arra használjuk, hogy üzeneteket küldjünk a hallgatóknak. Ez vagy e-mail küldésével, vagy Moodle oldal blokkjának használatával valósul meg. b) Kétirányú kommunikáció – olyan eszközök használatával, mint a chat vagy fórum, a Moodle lehetővé teszi a diák-tanár, vagy csoporton belüli kommunikációt, elősegítve a csoportmunkát, vagy az online oktatói segítség igénybevételét. Kép és szöveges információkat lehet megosztani, akár zárt csoporton belül is. 4. szint: Learning Objects – a tananyag elemek (LOs) az e-Learning használatának végső pontjai. Ezekből az elemekből építhető fel egy e-tananyag. A tananyagelemek sokfélék lehetnek. Az interaktív, multimédiás tananyagelemek létrehozására a Moodle nem alkalmas, ezért létrehozására más alkalmazást kell használni. Viszont az elkészült LO-k beépíthetők a Moodle kurzus tananyagaiba, melyre két módszer is van. Az egyik, hogy csak egyszerűen feltöltjük a tananyagelemet, mint fájlt a rendszerbe, a másik pedig, hogy hivatkozunk rá a Moodle rendszerből (más rendszerben, szerveren elhelyezett tananyagelem esetén).

1. ábra: A 4 szintű e-Learning modell Saját forrás, 2010

269


Kezdeti célunk a Moodle LMS bevezetésével az 1. szint elérése volt. Ezt egy tutori képzéssel támogattuk, melynek célja az volt, hogy az oktatókból egy olyan tutori csapat jöjjön létre, akik az 1. szinten tudják alkalmazni az e-Learninget. Közel egy éves tesztelést, tapasztalatszerzést és próbaüzemelési időszakot követően 2008 januárjában került sor a tutori képzésekre. Először egy „összoktatói” értekezlet keretében január 21-én került sor a rendszer bemutatására. Ezután több alkalommal tartottunk géptermi, gyakorlati oktatást, hogy felkészítsük az oktatókat az 1. szintű tutori szerepre. Az 1. szint elérése hamar teljesült. Ehhez meg kell jegyezzem, hogy minden erőfeszítésünk ellenére, nem minden oktató látja a Moodle rendszerben rejlő lehetőséget, így ők nem használják aktívan a rendszert, de az aktív tutorok rendszerbeli tevékenységeiket megfigyelve a belépő szintű funkcionalitása a DE-AGK Moodle rendszerének egy év alatt teljesült. A szinteket nem lehet élesen elkülöníteni egymástól - az oktatók eltérő aktivitása ezt nem teszi lehetővé – így a 2. szint már magvalósultnak tekinthető. A modell 3. szintje következhet, melynek beteljesülése nagyban hozzájárul az e-Learning alkalmazásának sikerességéhez. A kommunikáció alapvető funkció az e-Learningben, mely nélkül a tanulás nem lehet eredményes. Üzenetek küldésére már több tutor is használja a rendszer, de a csoportos kommunikációs platformok, mint pl. a fórum, még nem kapott kitüntető szerepet. Ennek oka, egyrészt a hagyományos oktatási forma alkalmazásában rejlik, másrészt még nem alakultak ki azok a szokások, melyek az e-Learning hatékony eszközeit használja. Az e-Learning tananyagok egyik legjellemzőbb sajátossága, hogy tananyagelemekből épülnek fel. A tananyagelemek a tananyag legkisebb építőkövei, amelyek az elemi szintű tanulás tárgyát jelentik, ezért tanulási objektumoknak (learning object – LO), más néven tananyagelemeknek nevezzük őket. a tananyagelem fixen beépülhet a tananyagba, a fejlettebb e-Learning környezetekben azonban a tananyagelemek önálló egyedként léteznek, és valamilyen tananyagelem-tárolóban (Learning Object Repository – LOR) helyezkednek el. Az egyedi tárolás előnye, hogy a tananyagelemek újrafelhasználhatósága és visszakereshetősége biztosítható. Az újrafelhasználhatóság annak a lehetőségét teremti meg, hogy a tananyagelemekből többféle tananyag is felépíthető legyen. (Kőfalvi, 2006) Az igazi kihívás a 4. szint elérése. Az elkövetkező pár évben a tananyag elemből való kurzus építkezést fogjuk támogatni. A tananyag elemek alkalmazása nagy előrelépést jelent, hiszen a tananyag elemek megoszthatók és újra felhasználhatók. Ezt egy tananyagelem tárral (Learning Object Repository, LOR) szeretnénk támogatni. A digitális objektumok szaporodásával egyre nagyobb gondot okoz a közöttük való eligazodás, a hatékony keresési lehetőségek hiánya. A teljes szövegű keresőrendszerek bármennyire is kifinomultak, sosem lesznek képesek annyiféle szempont szerinti szűkítésre és olyan pontosságú találati listákra, mint ami például a számítógépesített könyvtári katalógusoknál megszokott. Utóbbiaknál a rugalmas és precíz keresést az évszázadok alatt kifinomult és következetesen alkalmazott bibliográfiai leíró szabványok teszik lehetővé. Azt, hogy a papíron megjelent dokumentumokhoz hasonlóan a számítógépes adatokként tárolt dokumentumokhoz is szükség van ilyen kísérő adatokra (szaknyelven: "metaadatokra"), csak a kilencvenes években kezdték szélesebb körben felismerni. Azóta sokféle, eltérő részletességű ajánlás és szabvány született a különböző dokumentumtípusokhoz és alkalmazásokhoz.

3. Minőségfejlesztési javaslatok az e-Learningben A minőség egyre inkább stratégiai kérdéssé válik a web-alapú tanulást nyújtók és használók számára. Az e-Learning minőségirányítása magába foglalja az egész képzési folyamatot, a tanulási igények felmerülésétől kezdődően. A minőségirányítási rendszerek már létező modellekre vagy saját kifejlesztésű minőségi elvekre épülnek. Az általánosan elterjedt minőségirányítási modellek például többek között az ISO 9001:2001 szabványon vagy az EFQM modellen alapulnak. A minőségirányítási modellek működésének ismeretében néhány speciális követelmény került kidolgozásra az e-Learning területén. Gyakran említett tanulási követelmények az oktatási programhoz

270


kapcsolódó tényezők, a szervezet, a tananyag, a tanulás támogatása, az infrastruktúra, a diákoknak szóló szolgáltatások, valamint az értékelési módszerek. A minőségi követelmények a diákorientált minőségirányítás felé tolódtak el. A minőséget úgy tekinthetjük, mint a hibátlanság, kiválóság, alkalmasság és költséghatékonyság szinonimáját. A minőség mérésében a lehetséges érdekhordozók csoportját a diákok, a tanárok, az adminisztráció, valamint az online oktatási készségek (az infrastruktúra részeként) alkotják. A tanár és a diák szerepe megváltozik az online környezetben, így az újfajta készségeket követel mind a tanártól, mind a diáktól. A felsőoktatásban az ECTS (European Credit Transfer System, Európai Kredit Átviteli Rendszer) rendszer bevezetése elősegíti egy újfajta diáktípus és mobilitás kialakulását, a hallgatók igényeik szerint különböző helyeken tudnak kurzusokat és képzési programokat felvenni, saját céljaiknak és elvárásaiknak megfelelően (Tóth et al., 2008). Az a lehetőség, hogy más nyelvi környezetben végezhetnek el kurzusokat a fizikai mobilitás költségei nélkül, szintén vonzó a diákok számára. Az oktatási intézményeknek ebben az összefüggésben a legnagyobb fontossággal az bír, hogy helytálljanak oktatási piacon, és képesek legyenek garantálni, hogy szolgáltatásaik megfelelnek a minőségi elvárásoknak. Az oktatói és adminisztratív személyzet számára nagyon fontossá válik, hogy más intézmények által javasolt, nyitott és távoktatási szolgáltatások minőségére támaszkodhassanak, amelyeket az értékelésnél saját diákjaik követnek nyomon. A minőség lényegében egy értékítélet a diákok, oktatók, dolgozók, érdekhordozók és a kormányzat képviselőinek interpretálásában. A minőség tervezése, irányítása és ellenőrzése az oktatási intézmények menedzsmentjének feladata (Komáromi – Zárda, 2006). Az e-Learninget a hagyományos, oktató által irányított képzéstől a tanulási folyamat minőségmérésének és az eredményesség mérésének visszajelzésével különböztetjük meg. Az e-Learning sikeres alkalmazásának építőkövei: (Nagy, 2005) • a technológia, az eszközök és adottságok megbízhatósága • kurzusfejlesztési irányelvek, szabványok felállítása • a helyes kurzusszerkezet meghatározása a kurzuscélok szempontjából • online tutorálás, tanulói interakció, visszacsatolás, önértékelés • a tanulási folyamat nyomon követése, értékelése • a tanulás előrehaladásának mérése és elemzése a „befektetés várható megtérülése” számára. Ahhoz, hogy eredményesen alkalmazzuk az e-Learninget a DE-GVK-n, fel kell állítanunk a saját minőségbiztosítási rendszerünket, mely az előbb említett szempontok biztosításával, megvalósításával kezdődik. Ennek megfelelően például fel kell állítani kurzusfejlesztési irányelveket, a kurzusszerkezetet, stb.. Egy minőségbiztosítási rendszer létrehozását javasolom a Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrumának e-Learning portálját használó oktatók, hallgatói számára. Mivel egy e-Learning rendszernek összetett követelménynek kell megfelelnie ezért olyan szempontrendszert dolgoztam ki, amely tartalmazza a következőket: objektivitás, érvényesség, megbízhatóság, teljesség és rugalmasság, kvantitatív értékelhetőség. Itt bemutatom a javasolt minőségbiztosítási rendszer felépítését, mely a tervezési és fejlesztési folyamatokhoz is kapcsolódik. A szolgáltatást igénybe vevő számára fontos feltétel rendszert emeltem ki. Ebben az esetben a folyamat és termék irányultságú megközelítések egy rendszerben egyesülnek. I. Információ a kurzusról (Információ és tájékoztatás biztosítása, bemutatás). II. Kommunikáció (Aszinkron együttműködés, szinkron együttműködés, visszacsatolási rendszer) III. Design (struktúra, forma)

271


IV. Adminisztráció (Általános jellemzők) V. Tartalom közzététele (Tartalom, pedagógiai elvek didaktikai módszerek érvényesülése, pszichológiai-ergonómiai elvek) VI. Központi adatbázis (Hallgatókra vonatkozó adatok gyűjtése, dokumentációgyűjtés, iktatás) VII. Navigáció (Általános elvárások, kiegészítők) VIII. Hallgatói támogatás (Elérhetőség, hozzáférés, személyes testreszabottság) IX. Technikai követelmények (böngésző, op. rendszer) (Kliens platform – standard) X. Értékelés, visszacsatolások minőségbiztosítás (Tartalom, felépítés, használhatóság)

3. ábra: Az e-lerarning kurzusok, tananyagok, szolgáltatások komplex értékelése FORRÁS: Forgó et. al., 2003

4. Következtetés Az e-Learning egyre jobban hozzá tartozik az oktatási folyamatok megvalósításához, így a mindennapjainkhoz. A Debreceni Egyetem Gazdálkodástudományi és Vidékfejlesztési Karán bevezetésre került a Moodle keretrendszer, ami nem jelenti azt, hogy nincs további tennivalónk az e-Learning technológiák használatában. A rendszer szemeszterről szemeszterre hódítja meg az oktatókat az oktatási folyamat hatékony megvalósításának eszközeként. Ahhoz, hogy a Moodle egy jól működő rendszer legyen, előnyeit hatékonyan ki kell használni. Ez nem történhet máshogy, csak ha nagy hangsúlyt fektetünk az oktatók folyamatos képzésére, a különböző eLearning eszközök megismerésére, alkalmazására, illetve kérdőívek segítségével kontrolláljuk a rendszert. A hagyományos oktatást a nappali képzésben semmiképpen nem válthatja fel teljesen az online learning technológia alkalmazása, de mindenképpen nagyban segíti az oktatás hatékonyságát. A blended learning (vegyes oktatás) alkalmazása a helyes út, a képzés tartalmának és a képzési formának megfelelő arányban véve a hagyományos oktatás–tanulást, illetve az e-Learning alkalmazását.

272


Hivatkozások Forgó S., Hauser Z., Kis Tóth L. (2003): E-learning kurzusok és tananyagok minőségbiztosítási kérdései, E-Learning kurzusok és a minőségbiztosítási kérdései. Agria Media 2002 Konferencia, Eger, pp. 40-64. ISBN 963 9417 09 2 Herdon M, Várallyai L (2009): Multidisciplinary Aspects of Learning Information Technology in Accredited Agricultural Education Programs. In: Fedro S Zazueta, Jiannong Xin (szerk.) 7th World Congress on Computers in Agriculture and Natural Resources. Reno (Nevada), Amerikai Egyesült Államok, Michigan: American Society of Agricultural Engineers, pp. 105-111. Komáromi L., Zárda S. (2006): Quality in e-learning results, EU Leonardo project Guidelines, Valencia. http://www.adeit.uv.es/neworkers Kőfalvi T. (2006): e-tanítás, információs és kommunikációs technológiák felhasználása az oktatásban. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 117 p. ISBN 963 19 5846 9 Lengyel P., Herdon M. (2008): E-learning rendszer bevezetésének tapasztalatai a Debreceni Egyetem Agrárgazdasági és Vidékfejléesztési Karán, Informatika a felsőoktatásban 2008 Konferencia, Debrecen Nagy A. (2005): E-tmt - E-Learning, Könyvtár- és információtudományi szakfolyóirat, 52. évfolyam (2005) 11-12. szám Rosenberg M. J. (2001): E-Learning: Strategies for Delivering Knowledge in the Digital Age, McGraw-Hill, ISBN 0-07-136268-1, 344pages , pp220 Tóth T., Aszalós L., Nagy Z. Minőségbiztosítási megoldások, szabványok és elvárások az informatika oktatásának területén, Informatika a felsőoktatásban 2008 Konferencia, Debrecen. Szilagyi R, Herdon M (2006): Impact factors for mobile internet applications in the agri-food sectors. In: Fedro Zazueta, Jiannong Xin, Seishi Ninomiya, Gerhard Schiefer (szerk.) Computers in Agriculture and Natural Resources: Proceedings of the 4th World Congress. Orlando, Amerikai Egyesült Államok, American Society of Agricultural Engineers, pp. 252-257.(ISBN:1-892769-55-7)

273


E-learning és buktatói Bakó Mária 1 Abstract. Nowadays there is an excessive interest in e-learning, while it has not only advantages but also disadvantages and pitfalls, as well. To show these pitfalls in this article we recall the paradigms which have appeared so far in the education, then describe the concept of e-learning. This concept appeared at the end of the twentieth century, by spreading the info-communications technology and the constructivist approach. We are examining the components of e-learning (distance learning, computer-assisted learning, on-line learning), and describing its base forms: tele-teaching, tele-tutoring, tele-cooperation and tele-learning. We are showing the elearning curriculum structure, the structural and content requirements, the problematic parts of the curriculum and the users’ expected properties of an educational environment. Keywords: e-learning, curriculum.

Összefoglaló. Az e-learning iránt felfokozott érdeklődés tapasztalható, viszont az e-learningnek nem csak előnyei, hanem hátrányai és buktatói is vannak. A buktatók egy részének megértéséhez a cikkben felidézzük, hogy milyen paradigmák jelentek meg az oktatás során eddig, majd ismertetjük az e-learning fogalmát, mely a huszadik század végén az infó-kommunikációs technológia, valamint a konstruktivista felfogás elterjedésével jelent meg. Megvizsgáljuk az e-learning összetevőit (távoktatás, számítógéppel segített tanulás, internetes tanulás) és ismertetjük alapformáit: teleteaching, teletutoring telecooperation, telelearning. Elemezzük azt, hogy milyen az elearning tananyag szerkezete, azt hogy milyen strukturális és tartalmi követelményeknek kell megfelelnünk, illetve mire kell figyelni a tananyagfejlesztés során és mit várhat el egy felhasználó egy oktatási környezettől. Kulcsszavak: e-learning, tananyag

1. Bevezetés Az e-learning iránt felfokozott érdeklődés tapasztalható mind a diákok, mind az oktatás szervezői felől. Előnyt jelent a diákoknak, hogy nincsenek térben és időben hozzákötve az oktatóhoz, így a hagyományos képzési formákhoz képest jóval szabadabban képesek a tanulást megszervezni. Az oktatást szervezőknek pedig azért jelent előnyt, mert nincs szükség tantermekre, a digitális tananyagot akár oktatói segítség nélkül is el lehet sajátítani, így számottevő a gazdasági haszon. Viszont az e-learningnek nem csak előnyei, hanem hátrányai és buktatói is vannak. Ebben a cikkben ezeket próbáljuk áttekinteni, hogy segítsünk elkerülni ezeket.

2. Pedagógiai paradigmák, tanulási elméletek A buktatók egy részének megértéséhez nem árt felidézni, hogy milyen paradigmák jelentek meg az oktatás során eddig. Az ókor és középkor során a diák a közvetítő ismeretekkel került kapcsolatba. Mivel az ókorban és a középkor jelentős részében az ismeretet tartalmazó szöveg sokszorosítása igen költséges volt, elterjedt a memoriterek használata, azaz a diákok hosszú szövegrészeket tanultak meg, hogy azokat később szükség szerint felidézhessék. Ezen szövegek elsajátítása jelentős időt és energiát vett igénybe, ezek mellett az érvelés logikájára és kötött gondolkodási formák megismerésére fektettek hangsúlyt.

1

Bakó Mária Debreceni Egyetem, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

274


Comenius nevével jellemezhetjük a következő paradigmát. Itt a szemléltetés került a középpontba, mint az ismeretszerzés alapvető eszköze, s kapcsolat a valós világgal. A tizenkilencedik és huszadik század jelentős részében az öntevékenység lett hangsúlyozva. A diák nem csupán tétlen megfigyelője az eseményeknek, történéseknek, hanem önálló munkával, kísérletek végrehajtásával ismeri meg az elsajátítandó ismereteket. A huszadik század végén az infó-kommunikációs technológia, valamint a konstruktivista felfogás elterjedésével jelent meg az e-learning fogalma. Maga az e-learning több oldalról is megközelíthető, ennek megfelelően más és más definíciókat adhatunk rá: • az e-learning a tanulás szervezésének és megoldásának olyan formája, ahol a korszerű elektronikus információs technológiát, számítógépet használnak a tanulás során, a tanár/oktató/tutor – tanuló között a kapcsolattartás elektronikus úton, hálózaton keresztül valósul meg, és ahol a mobil tanulás helyszíne bárhol lehet, a képző intézmény szokásos telephelyétől távol, állandó vagy változó helyen (Kovács I., 2007). • az e-learning, olyan számítógépes hálózaton elérhető nyitott tér, és időkorlátoktól független, képzési forma, amely a tanítási tanulási folyamatot megszervezve, hatékony, optimális, ismeretátadási, tanulási módszerek birtokában a tananyagot és a tanulói forrásokat, a tutor-tanuló kommunikációt, valamint a számítógépes interaktív oktatószoftvert, egységes keretrendszerbe foglalva, a tanuló számára hozzáférhetővé teszi. (Forgó S., 2009) • az e-learning körébe tartozik minden olyan oktatási folyamat, amely az új multimédia-alapú információs és kommunikációs technológiák segítségével törekszik a tanulás hatékonyabbá tételére (E-learning Akcióterv, 2002). Ez egy tág definíció, amely értelmében a hallgatóknak egy egyetemi előadásvázlat e-mailen történő továbbítása is e-learning. • az e-learning a modern oktatástechnológiai és pedagógiai módszertanokra épülő olyan alkalmazott tudomány, amely szervesen és rendszeresen alkalmazza az informatika és a telekommunikáció vívmányait a képzési folyamat hatékonyabbá tételére (Hutter O., 2005). A technikai lehetőségek oktatásban való felhasználása nem a számítástechnika elterjedésével kezdődött. A behaviourizmus felfogásában a tanulás a külvilág ingerei és az azokra adott válaszok összehangolásáról szól, pozitív visszacsatolással módosítható a diák viselkedése, így képes tanulni. A felfogáshoz hozzátartozik az is, hogy a tananyagot apró/elemi részekre bontjuk, és ezeket megfelelő sorrendben sajátíttatjuk a diákkal. A hetvenes-nyolcvanas években volt divatos olyan vizsgáztató gép, melyben a kérdésekhez és válaszokhoz tartozó áramkört egy vezetékkel összekapcsolva csak akkor világított a lámpa, ha a válasz a kérdéshez tartozott. A behaviourizmust a kognitív felfogás váltotta fel. Itt a diák már nem egy programozásra váró gép volt, hanem az agy folyamatait próbálta a módszer felhasználni. A külvilág ingereit a rövid távú memória tárolja, ahol a felejtést ismétléssel lehet kivédeni, mert ekkor kialakulnak emléknyomok, és sokat segít a megfelelő összefüggések felismerése is. A kognitív felfogást is több kritika érte, és jelenleg a konstruktivista felfogás az uralkodó. Ez azt vallja, hogy a belső feltételeknek, azaz a korábbi ismereteknek, tapasztalatoknak lényeges szerepe van a tanulásban, így az egy személyes folyamat. Nem lehet mindenkit ugyanúgy tanítani. A tudás személyes konstrukció útján jön létre, melyet esettanulmányokkal, szimulációkkal lehet elősegíteni. Az évezredek során igen sok módszer és tapasztalat halmozódott fel. Nem kívánjuk egyik módszer vagy elképzelés mellett állást foglalni, inkább úgy gondoljuk, hogy ötvözni kell az előnyöket, hogy kivédjük a hátrányokat.

275


3. E-learning összetevői és alapformái Az e-learning három részből áll össze (Komeczi B., 2004):

1. ábra. E-learning összetevői

•

•

•

távoktatás: Ez a legősibb összetevő. Ebben az esetben a diák fizikailag távol van az oktatótól, esetleg a képzés során párszor találkoznak személyes konzultáción. Egyébként levélben, vagy – mint Ausztráliában volt divatos az alapfokú oktatásban – rádión, vagy valamilyen újabb kommunikációs csatornán tartják a kapcsolatot. Én szívem szerint ide sorolnám a levelezős képzést is, de a tapasztalataim alapján se a diákok, se az oktató nem erőlteti a konzultáción kívüli tanulást. Az időbeli függetlenség miatt nincs meg a folyamatos tanulás kényszere, így nagy felelőssége van a diáknak, hogy rendszeresen és hatékonyan tanuljon. számítógéppel segített tanulás: Lassan több évtizedes múltra tekinthet vissza ez az összetevő is. Ebben az esetben a diák valamilyen adathordozón megkapja az elsajátítandó tananyagot, és saját ritmusában játssza le, annyiszor ismételve, ahányszor szüksége van rá. Azt gondolhatnánk, hogy ez az összetevő része a távoktatásnak, de hibás ez az elképzelés, mivel gyakorlati órákon is lehetőség van ennek az eszköznek a használatára: a diákok párhuzamosan dolgoznak, mindenki a képességeinek megfelelő sebességgel halad, és az oktató egyénileg foglalkozhat azokkal, akik elakadnak. internetes tanulás: Az internetre sokan, mint egy világot átfogó könyvtárra gondolnak, és részben igazuk is van. Igen sok ismeret másképp nem is hozzáférhető, és sokkal kényelmesebb egy keresést kiadni, mint a közelebbi-távolabbi könyvtárban megkeresni a kellő információt. A vicces videók megosztására készült Youtube rendszeren nagy számban találhatunk tanító filmecskéket, melyen egy adott szerkezet, vagy éppen program valamely funkciójának használatát sajátíthatjuk el. A tisztes kort megélt Usenet vagy a manapság divatos fórumok lehetőséget nyújtanak arra, hogy a meg nem talált (vagy meg nem keresett) információval kapcsolatos kérdésünket feltegyük, és a kollektív bölcsesség (valamely fórumtag) megválaszolja azokat.

Az e-learning ennek a három összetevőnek előnyös tulajdonságát képes ötvözni, és ezzel egy korábban nem létező hatékonyságú platformot létrehozni. Nézzük, milyen formái léteznek az e-learningnak!

276


•

•

•

•

teleteaching Ez lényegében nem más, mint a korábban említett ausztrál megoldás modernebb formája. A virtuális előadóterem videokonferencia eszközökkel valósul meg. Ez az eszköz a távolságot áthidalja, de az időt nem, így az időpont kötött. Viszont az egyidejűség előnye, hogy a diák kérdést tehet fel az oktatónak, illetve az oktató is figyelemmel követheti a hallgatók reakciót, így időben rájöhet, hogy a hallgatóság elvesztette az előadás fonalát. Elterjedt eszköz napjainkban, hogy konferencia-előadások, vagy tantermi előadások felvételét közreadják, így aki lemaradt, az is pótolhatja, vagy akár a résztvevő újra meghallgathatja a meg nem értett részeket. Természetesen a felvett anyagnál az interakció lehetősége elvész. teletutoring A magántanárnak ez lenne a modern megfelelője. Az diáknak és az oktatónak nem kell egy légtérben lennie, időben és térben is függetlenek. A diák lényegében egyedül dolgozza fel a tananyagot, viszont minden probléma esetén tanári segítséget kérhet. Megfelelő felügyeleti rendszer esetén a tanár is láthatja, hogy a diáknak problémája van egy adott tananyaggal, egy adott típusú feladattal. Ekkor ő is felajánlhatja a segítségét. Természetesen ez a módszer csak akkor életképes, ha a tanári segítségre nem kell sokat várni, mert a diák lelkesedése egyre fogy, és a lassú válasz mindenképpen frusztrációkat okoz. telecooperation Ez a csoportos távtanulás leginkább a kollégiumi szobának feleltethető meg, ahol ha valaki elakad, a többiek segítenek/segíthetnek neki. A hangsúly a diákok közötti kommunikáción, az együttes tudáskonstrukción, képességfejlesztésen van. Természetesen ez sem képzelhető el hatékonyan oktatói segítség nélkül, akinek nem csak a kérdések megválaszolásában lenne szerepe, hanem irányítani kellene a csoport haladását, terelgetve őket a kitűzött cél felé, ami igen munkaigényes feladat. telelearning A gyakorlati életben rendszerint az fordul elő, hogy adott személynek hirtelen meg kell tanulni valami új ismeret, például gondoljunk a céghez újonnan felvett munkatársra, akinek el kell sajátítania a vállalatnál használt számítógépes programok kezelését. Egy embernek nem érdemes tanfolyamot szervezni, rendszerint egy tapasztalt kollégát kérnek fel segítőnek (teletutoring), ám lehet hogy ez nem kivitelezhető. Ekkor az tanuló részéről az erős elhatározás, a oktatási környezet részéről pedig tudatos tanuló-támogatási rendszer megléte vezethet sikerre.

4. Tananyag Míg az alap- és középfokú oktatás nagyon nagy mértékben ragaszkodik az írott tananyaghoz (tankönyv és munkafüzet), a felsőoktatásban időnként problémát jelent a tananyag hiánya. Nappali képzés során az oktatói előadás részben helyettesítheti a tankönyvet, de erre távoktatás esetén nincs lehetőség. A Magyar Akkreditációs Bizottság rendtartása előírja, hogy képzést távoktatásban csak úgy lehet akkreditálni, ha az akkreditáció során bemutatják a tananyagot és az oktatási környezetet is (Aszalós, 2008). Bár elsőre kevesen gondolnak bele, de távoktatás során csak a tananyag nem elégséges. Mindenképpen meg kell tanítani a diákot az információforrások, az oktatási keretrendszer hatékony felhasználására, a kapcsolattartási lehetőségekre. El kell látni ezen felül az eredményes tanuláshoz szükséges tanácsokkal, információkkal, instrukciókkal. Az e-learning tananyag rendszerint kurzusokra van felbontva. Egy-egy ilyen kurzus rendszerint nem felel meg egy hagyományos hetente kétórás kurzusnak, hanem annál lényegesen kisebb ismeretanyagot fog át. Egy e-learning kurzus a következő részekre bomlik: bevezetés, modulok, összefoglaló és tesztek. Egy modul leckék összessége, valamint ehhez is tartozik bevezetés, összegzés és teszt is. Az egész kurzushoz érdemes különféle gyűjteményeket készíteni, mint például példatár, fogalomtár, tárgymutató vagy éppen jelöléstár. Természetesen érdemes kihasználni az informatika adta eszközöket és bőven ellátni a tananyagot kereszthivatkozásokkal. Egy lecke jellemzően egy oldalnyi szöveget jelent, csupán egy témát tartalmaz, egy fogalmat vagy egy eseményt ír le. Tartozhat hozzá tanulási tevékenység: kvíz, példa vagy éppen játék. Ilyen szempontból a behaviourizmus (apró részekre bontás) és konstruktivista felfogás (személyes konstrukció) legjobb elemei

277


ötvöződnek. Ha a kognitív felfogást is fel szeretnénk használni, akkor a tananyag készítőjének kell az ismétléssel foglalkozni, beépíteni a szövegbe. Milyen szerepe van a bevezetéseknek? A diákok lelkesedése hiányának jellemző oka az, hogy nem tudják mi értelme, mi haszna van az adott tantárgynak, vagy tananyagrésznek. Ezért alapvető feladatunk, hogy az adott szakasz célkitűzéseit, tartalmát röviden ismertessük. Meg kell adnunk az is, hogy milyen ismeretekre/kompetenciákra van szükség az elsajátítás során, és milyen ismereteket/kompetenciákat nyerhetünk az elsajátítással. Míg a kurzus bevezetőjében azt kell megadnunk, hogy milyen tanulási ütemtervet javaslunk a diákoknak, hol és hogyan érhetik el a tutort, modulok esetén az egymást követő modulok kapcsolatát kell ismertetni. Az összefoglalások természeten az elsajátított ismeretek rendszerezésére, ismétlésre való, míg a feladatokkal a diák önellenőrzést végezhet, így tesztelheti a tananyag megértését, az ismeretek, kompetenciák elsajátítását.

5. Tananyagfejlesztés Ahogy az előbbi fejezetből kiderült, az e-learning tananyag elkészítése során igen sok strukturális feltételnek meg kell felelnünk. Viszont vannak tartalmi megkötések is. Annak megfelelően kell megtervezni a tananyagot, hogy kinek szánjuk. Igen bajosan használhatjuk ugyanazt a modult egy szakképzés és mesterképzés során. Míg az egyik csoport szerint szájbarágós, a másik szerint érthetetlen ugyanaz a szöveg. Javasolt grafikai vagy egyéb eszközökkel szétválasztani a törzsanyagot a kiegészítő ismeretektől, ahogy arra jó példát adnak a jelenlegi színes középiskolai tankönyvek. Fontos az is, hogy tényeket akarunk átadni, vagy készségeket fejleszteni. Előbbi esetben jól strukturált szövegre van szükség, míg a másik esetben lehetőséget kell adni az önálló felfedezésre, s nem túl tolakodó módon ismételni a korábban leírtakat. A jelenlegi diákság nagy része már számítógép mellett nőtt fel, aktív számítógép-használó. Ennek megfelelően az általuk használt csillogó-villogó honlapokkal kell versenyezni az oktatási környezetnek. S mivel ez a korosztály már igen vizuális, az ismeretek elsajátításában is a filmek, hangalámondásos animációk teremtik meg az érdeklődést. Így a szöveges információ arányát csökkenteni kell, a nyelvezetet lehetőleg egyszerűsíteni, mert a hosszas körmondatokat már nem értik meg a diákok. Az egyszerre megértendő vagy elsajátítandó ismereteket maximum negyedórás részekre kell bontani, mert egyébként a figyelem megszűnik. A figyelem megőrzését segíti az ismeretközlések és gyakorlatok (feladatmegoldások, tesztek, szimulációk, játékok) keverése. Rendszerint a tananyag szerzője nem rendelkezik megfelelő webszerkesztői tapasztalatokkal, és pedagógiai, módszertani ismeretei is hiányosak. Igaz az is, hogy egységes, mindenki által elfogadott módszertani elmélete még nincs az e-learningnek, ahogy a szabványosítás is várat még magára. Ezt előrevetíti annak a veszélyét, hogy a jelenleg kifejlesztett tananyagok valószínűleg nem használhatók egy évtized múlva, míg a hagyományos tankönyvek ilyen szempontból időtállóak.

6. Oktatási környezet Az egyszerűség kedvéért a jelenlegi e-learning rendszerek egy megszokott böngészővel érhetőek el, ami bárhonnan használhatóvá teszi a rendszert, viszont a böngésző képességei határozzák meg a felhasználó lehetőségeit. Mit várhat el egy felhasználó egy oktatási környezettől? • Legyen lehetőség szabadon megválasztani, hogy mit tanulhasson. Ha egy lecke/modul mellett látható, hogy mennyi a javasolt (vagy a korábbi statisztikák által számolt) elsajátítási idő, akkor a diák okosabban tudja beosztani az idejét, ritkán kell félbeszakítani, majd újra elkezdeni egy leckét. Természetesen egy rendszer figyelhet arra, hogy mely leckék/modulok épülnek egymásra, így csak olyat választhat a felhasználó, melyet valóban képes elsajátítani. Persze az sem árt, ha a rendszer tanácsot tud adni, hogy milyen útvonalat kövessen a kitűzött cél eléréséhez.

278


•

•

•

A nyomtatott tankönyvek valamint órai jegyzetek lehetőséget adtak rá, hogy saját jegyzetekkel, aláhúzásokkal, kiemelésekkel megkönnyítsük az ismétlést, az ismeretek felidézését. A jelenleg elterjedő e-könyvet sem nélkülözik ezt a funkciót. A blogok, különféle portálok is lehetővé teszik az ott leírtak kommentálását, sőt egyes megoldásokkal bármely honlaphoz fűzhetünk saját jegyzetet. Az oktatási környezet esetén is hasznos lenne egy ilyen funkció, mind saját jegyzetek készítésére, mind arra, hogy az általunk vagy mások által felvetett kérdéseket megválaszolja valamely diák vagy tanár. Ez a plusz információ segítheti a megértést, másrészt segít az oktatónak a tananyag továbbfejlesztésében. Korábban már említettük a teszteket, mint az ismeretek elsajátítása mérésének eszközét. Az oktatási környezetek rendszerint több fajta tesztet is tartalmaznak, az egyszerű feleletválasztóstól az esszékig. Míg az előbbit a rendszer önállóan is kiértékelheti, az utóbbinál mindenképpen szükség van egy oktatóra, aki kijavítja. Bár megjegyezném, hogy a gépírásoktatás nem kap elég hangsúlyt, így a diákjaink nagy része igen lassan gépel, tehát nem érdemes nagyon erőltetni jelenleg ezt a feladattípust. Természetesen a feleletválasztós feladatoknál is van feladata az oktatónak, viszont nem a javításnál, hanem a feladat megadásánál. Egyszerű lenne csupán megjelölni a jó választ, ám didaktikai szempontból fontos a rossz válaszoknál megadni, hogy az a megoldás miért is rossz. Így a diák nem lesz annyira frusztrált, mint ha csak sorra azt kapná vissza, hogy rossz a megoldása. Sőt akár a rendszer fel is ajánlhatja, hogy megmutatja, hogy a tananyag mely részén van az ismeret, amely szükséges a feladat megoldásához. Vannak olyan feladatok is, ahol nem csak a jó válasz(oka)t kell megjelölni, hanem szövegesen meg kell adni a választ. Fontos ekkor, hogy egy kihagyott betű, vagy kis-nagybetű eltérés esetén a rendszer ne tekintse rossznak a választ. Igen fontos, hogy az oktató képes legyen az általa felügyelt diákok egyéni és együttes haladását nyomon követni, hogy lássa, ki az, aki lemarad, és segítséget nyújthasson neki. Esetleg javaslatot tehet ennek megfelelően a tananyag megváltoztatására, kibővítésére.

7. Motiváció A tanulás sikertelenségének oka a motiváció hiánya. Ezért fontos, hogy a már meglévő motivációt ne hagyjuk veszni. A diák legyen tudatában, hogy az e-learning érte van, mind az oktatásszervezők, mind az oktatók mindent megtesznek azért, hogy tanulhasson. El nem érhető oktatók vagy adminisztrátorok, bonyolult bürokrácia elképesztő módon képes rombolni a lelkesedést. Viszont egy jó oktatási környezet, az előrejutás nyomon követése (akár a csoporttársaké is), szinte azonnal megválaszolt kérdések (és a csoporttársak válaszának szakértői lektorálása), az azonnal használatba vehető ismeretek sokat lendítenek előre. Érdemes a csoportot egyben tartani, hogy lehetőleg azonos sebességgel haladjanak, így képesek egymást segíteni. Ennek megfelelően javasolt azonos szintre hozni a számítógép-használói képességeiket, hogy a rendszer használata senkinek ne okozzon gondot. Mivel az önálló tanulás nem minden diák számára megszokott, érdemes mérföldköveket kijelölni, amelyet számon kell kérni rajtuk, s persze ha az oktatási környezetben látható, hogy valaki elmarad, segítséget ajánlani neki.

8. Következtetés A cikkben sorra vettük az e-learninghez kapcsolódó fogalmakat, elméleteket, valamint azt, hogy ezek milyen pedagógiai követelményeket fogalmaznak meg a tananyaggal kapcsolatban. Sajnos ezekhez illeszkedő, kész szabványok még nincsenek, de reméljük a közeljövőben ezek a szabványok elkészülnek és elterjednek.

279


Hivatkozások Forgó S., 2009. Az új média és az elektronikus tanulás - ÚPSZ Új Pedagógiai Szemle, 2009/8–9. 91-97. Komenczi, B., 2004. Didaktika elektromagna?-Az e-learning virtuális valóságai, Új Pedagógiai Szemle, 2004/11:3149. Hutter O. , Magyar G., Mlinarics J., 2005: E LEARNING 2005 (eLearning kézikönyv), Műszaki könyvkiadó, 2005., 14 Kovács I., 2007. Az elektronikus tanulásról. Budapest, Holnap Kiadó Aszalós L., 2008., Comparision of the Hungarian and Euro-Inf accreditation systems Proceedings of the ACM-IFIP IEEIII 2008 Informatics Education Europe III Conference, Venice, dec. 2008, p. 30-36 E-learning akcióterv, 2002. Commission of the European Communities: Decision of the European Parliament and of the Council adopting a multi-anual programme (2004-2006) for the effective integration of Information and Communication Technologies (ICT) in education and training systems in Europe (eLearning Programme) Brussels, 19.12.2002

280


Magyarország e-közigazgatásának vonatkozásban Bokor Judit

jellemzői

és

problémái

agrárgazdasági

1

Abstract. The electronic public administration is one of the current topic of nowadays. The electronic government benefits (express, time-independent, plain, energy and economic) because of these, the electronic administration comes into the foreground increasingly better, his application turns into the one which cannot be gone round with the digital world's coming. European Union translated most considerable e- governance onto the development of his system and his development, let the citizens be allowed to arrange it in a digital form the different state one and their private matters. It is necessary to take it into consideration in order for the usage of these systems not to cause a problem naturally, considerable competition sums are devoted to the development of the digital literacy in EU’s member states likewise so. In our country, such as were KIHOP, MeNET and NetreKesz and continuously developed e-government related infrastructure and tools as well. It is enough if the government announced billions for ASP applications will think. The electronic administration has a subfield however: the agricultural economy one e-administration and e-governance, the development of which with a slower beat, for what there would be need is the agriculture because of his role being sidelined. In my opinion, this area should be further developed in order to help workers in the agricultural sector to more easily resolve the statutory formalities, as well as up to date information. Since one of the keystones of Hungary's economy the agriculture and the activities being attached to him. My article I describe the general e-government and the agro-economic situation in Europe and Hungary, solution suggestions that could be made more efficient agricultural holdings of related e-government Web sites. Keywords: electronic government, e-governance, e-infrastructure, e-agriculture.

Összefoglaló. Napjaink egyik aktuális témája az elektronikus közigazgatás. Előnyei (gyors, időtől független, egyszerű, energia és költségtakarékos) miatt az elektronikus ügyintézés egyre jobban előtérbe kerül, a digitális világ közeledtével megkerülhetetlenné válik az alkalmazása. Az Európai Unió igen jelentős összegeket fordított eközigazgatási rendszerének kiépítésére és fejlesztésére, hogy az állampolgárok digitális formában intézhessék a különböző állami és magánügyeiket. Természetesen figyelembe kell venni azt is, hogy ezen rendszerek használata ne okozzon problémát, így a digitális írástudás fejlesztésére szintén jelentős pályázati összegeket fordítanak az EU tagállamaiban. Hazánkban ilyenek voltak például a KIHOP, a MeNET, és a NetreKész, valamint folyamatosan fejlesztik az e-közigazgatáshoz kapcsolódó infrastruktúrát és eszközrendszert is. Elég, ha az önkormányzatok számára meghirdetett milliárdos ASP pályázatokra gondolunk. Az elektronikus ügyintézésnek azonban van egy részterülete: az agrárgazdasági e-ügyintézés és e-közigazgatás, melynek fejlesztése lassabb ütemű, mint amire szükség lenne, a mezőgazdaság szerepének háttérbe szorulása miatt. Véleményem szerint ezt a területet érdemes lenne tovább fejleszteni, ezáltal segíteni az agrárgazdaságban dolgozókat, hogy egyszerűbben oldják meg a kötelező ügyintézést, továbbá naprakész információkat kapjanak. Hiszen Magyarország gazdaságának egyik alappillére a mezőgazdaság és a hozzá kapcsolódó tevékenységek. Cikkemben ismertetem az általános, valamint az agrárgazdasági e-közigazgatás európai és magyar helyzetét, megoldást javaslok arra, hogyan lehetne hatékonyabbá tenni az agrárgazdasághoz kapcsolódó e-közigazgatási weboldalakat. Kulcsszavak: e-közigazgatás, e-infrastruktúra, e-agrárium, e-ügyintézés.

1. Bevezetés Az információs társadalom egyik nélkülözhetetlen kérdése napjainkban a folyamatos modernizációs nyomás alatt változó közigazgatás. Ennek egyik legfontosabb része az elektronikus közigazgatás területe, ebből az állampolgárok főként az elektronikus ügyintézéssel találkoznak. Előnyei mindkét fél számára 1

Bokor Judit University of Debrecen, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., Hungary [email protected]

281


nyilvánvalóak, azonban mindkét oldalról problémák is jelentkeznek. Szolgáltatói oldalról még csak az állampolgárok egy részének sikerült biztosítani az e-ügyintézés lehetőségét, felhasználói oldalról a digitális írástudás hiányosságai miatt csak lassan növekszik a szolgáltatást igénybevevők száma. A közigazgatás struktúrája nagyban befolyásolja az e-közigazgatás sikerességét. Az elektronikus közigazgatás fejlődési irányait egyik oldalról az Európai Unió, másik oldalról Magyarország jelöli ki annak érdekében, hogy kiépülhessen az egységes, hatékony, versenyképes és polgárbarát közigazgatás. A megfelelő irányvonalak kiválasztása nélkülözhetetlen, hogy ésszerűen és jól teljesíthetőek legyenek az elvárások. Ezek az elvárások két irányból érkeznek a közigazgatás képviselői felé. Egyrészt az európai közigazgatás térhódítása, amely az EU-konform közigazgatást elvárja a tagállamaitól, másrészt a társadalom részéről is, ahol olyan elvárásoknak kell megfelelni, mint az elektronikus úton megvalósuló közszolgáltatások. Nem is beszélve a „pénzért értéket” elv igénye, mellyel az állampolgárok joggal várhatják el, hogy a befizetett adó ellenében minőségi szolgáltatást kapjanak. Az elektronikus kormányzás alapinfrastruktúráját kormányhatározat szerint létrehozott Elektronikus Kormányzati Gerinchálózat (EKG) biztosítja. Egy olyan informatikai hálózat, amelynek feladata, hogy a kormányzati és közigazgatási adatbázisokat, hálózatokat és informatikai rendszereket összekapcsolja, valamint a különböző kormányzati szolgáltatások elérhetőségét biztosítja a civil szféra számára. Megteremtése nyomán lehetőség nyílt a korábbi szigetszerű államigazgatási informatikai rendszerek integrációjára, amelyek többsége már az állampolgárok számára is elérhetővé vált (http://www.kopdat.hu/tavkozles/). Az infokommunikációs technológia eszközei a modern elektronikus közigazgatás megjelenését segítették elő. Ez biztosította a különböző szolgáltatásokhoz való hozzáférés lehetőségét az interneten keresztül, valamint a létrehozott weboldalak színvonalas megjelenítését. Minden állampolgár számára az ország teljes területén biztosítani kell a hozzáférést a szélessávú infrastruktúrákhoz, hiszen ez nélkülözhetetlen a közösségi szolgáltatások igénybevételénél. A cél elősegíteni az állampolgárok minél gyorsabb bekapcsolódását az információs társadalomba a digitális írástudás fejlesztésével. A vidéki régiók helyzete a városi területekhez képest lényegesen rosszabb, ők még infrastrukturális területen is csak a felzárkózás folyamatában vannak, a szolgáltatások igénybevétele és az alkalmazások hozzáférhetősége szempontjából még rosszabb a helyzetük.

2. Európa e-közigazgatási helyzete Az Európai Unió legfontosabb e-kormányzati törekvései közé sorolhatjuk az eEurope akcióterveit és az i2010 eGovernment cselekvési tervét. Az eEurope akcióterveinek feladata az, hogy programot adjanak az Európai Unió tagállamainak az információs társadalom minél hatékonyabb kiépítéséhez. Az elektronikus közigazgatási rendszer feltételének szerves része az információs társadalom segítése. Az e-kormányzati program sokkal több, mint technológiai kivitelezés (Wade R. Rose, Gerald G. Grant., 2010). Az első eEurope programtervet az Európai Bizottság adta közre. A program az „információs társadalom mindenkinek” megnevezést kapta. A programterv célkitűzései között szerepelt az, hogy az állampolgárokat és a gazdasági élet szereplőit bevezesse a közigazgatás digitális korába, valamint olyan Európát képezzen, amely digitálisan írástudó és az új kezdeményezésektől, finanszírozásoktól és fejlesztéstől nem zárkózik el. Az egyik kulcspontja a kezdeményezésnek az online közigazgatás lehetőségének a minél praktikusabb megjelenítése volt. A közigazgatás ilyen irányú online megjelenését az ösztönözte, hogy az állampolgárok és a vállalkozások alapvetően érdekeltek a közszférában megjelenő könnyű és gyors információ hozzáféréshez. Az első akciótervben, mely 2000-ben hoztak nyilvánosságra, a célkitűzések között szerepelt a tagállamokon belüli könnyebb hozzáférés megteremtése a közérdekű információhoz, különösen az igazságszolgáltatás, a közigazgatás, a kulturális információk és a vállalkozások kapcsán, valamint az internet használatának a széleskörűvé tétele, illetve az Európai Bizottságnak és a tagállamoknak

282


biztosítania kellett a kétirányú interakciót a legfontosabb, állampolgárokat érintő ügyekben. Ilyen legfontosabb ügy az adózás témaköre. A modern kommunikációs technológiák terjedését nagymértékben befolyásolhatja az elektronikus kormányzat, többek között erről szól az eEurope 2002 Akcióterv dokumentuma. A digitális technológiák lehetőséget teremtenek a közszférában kezelt információk könnyebb elérésére és egyszerűbb felhasználására. Az elektronikus közigazgatás átalakulása nagyobb hatékonyságot, költségcsökkenést, nagyobb átláthatóságot, valamint gyorsabb közigazgatási eljárásokat tehet lehetővé nem is beszélve az ügyfelek oldalán megjelenő előnyökről. Az eEurope 2005 Akcióterve szintén kiemelt területként kezeli az elektronikus kormányzat megvalósításának ötletét és kivitelezését. A terv leírja, hogy az információs társadalom fejlődésének nélkülözhetetlen eszköze a szélessávú hálózati hozzáférés és a platformfüggetlenség megteremtése. Az elektronikus közigazgatási szolgáltatásoknak nélkülözhetetlen feladata, hogy a hátrányos helyzetűeket is bevonja az információs társadalomba, azaz a szolgáltatások technikai és tartalmi kialakításában figyelemmel kell venni ennek a társadalmi rétegnek az igényeit is. Az Európai Bizottság az i2010 eGovernment cselekvési tervben az európai információs társadalom növekedésének és a foglalkoztatásának a világgazdasági viszonylatban történő előmozdításáról olvashatunk. Az elektronikus közigazgatás létrejötte nagyban hozzájárulhatott a Lisszaboni Stratégia megvalósításához, valamint a bővülő Unióban a határokon átnyúló közszolgáltatások zökkenőmentességéhez is. Minden ország elkészítette nemzeti információs stratégiáját, rögzítette az elektronikus kormányzati rendszerek bevezetésének követelményeit és megvalósításának ütemtervét. A célkitűzések teljesülésének mérésére egységes mutatószámrendszert vezettek be, mely alapján évente nyomon követik a tagországok fejlődését, valamint értékelik, hogy mennyiben felel meg az akcióterv a célkitűzéseiknek.

1. ábra. E-kormányzati közigazgatás használata az európai állampolgárok körében 2009 Forrás: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/statistics_explained/index.php/E-government_statistics

Az Eurostat felmérése alapján az Európában élő állampolgárok mindössze 28%-ka használta az elektronikus közigazgatási portálokat 2009-ben. Ezen állampolgárok 13%-a intézte ügyeit elektronikus úton. Ebből is látszik, hogy az e-kormányzati szolgáltatások még mindig óriási lehetőségeket rejtenek magukban, sőt a felhasználók száma a reánk következő években folyamatos növekedéssel fog járni, mivel ez az ügyintézési forma még meglehetősen új. Ahogy az ábrán is látható, nagy eltérések figyelhetőek meg

283


Európa egyes országainál online szolgáltatások tekintetében. Dániában a lakosság 65%-ka tájékozódik online a közszolgáltatásról, addig Magyarország a középmezőnyben helyezkedik el a maga 22%-ával. Nem vagyunk nagyon lemaradva, de azért mindenképpen fel kell zárkóznunk, nehogy a statisztikában utánunk helyezkedők valamelyike beelőzze országunkat. Az interneten való tájékozódás kormányzati ügyekben az első lépés a komplex e-közigazgatás felé. A következő lépés az, hogy lehetőség legyen űrlapokat letölthető formában a felhasználók számára bocsátani, valamint teljesen online űrlapok kitöltése, elküldése és gyors feldolgozásának alkalmazása a közigazgatásban a jövőbeli cél. A felhasználókat meg kell tanítani az ilyen online ügyintézésre, hogy a jövőben már könnyebb és gyorsabb tudjanak az ilyen lehetőségek alkalmazásával élni. Új üzleti folyamatok bevezetés is szükséges a közigazgatás jó működéséhez, amely további jelentős beruházásokkal jár a kormányok részéről. Összehasonlítva Európa országait a legfejlettebb országok Dánia, Hollandia, Észtország és Svédország, ahol a legnagyobb arányban veszik igénybe az elektronikus közigazgatás nyújtotta szolgáltatásokat. A sorban az utolsó helyen állt 2009-ben Cseh Köztársaság, Bulgária, Görögország és Románia, ahol ez az arány alig érte el az 5%-ot. Magyarország az online űrlapok kitöltésében és azok interneten történő elküldésében szintén a középmezőnyben helyezkedik el.

3. Európa e-közigazgatási helyzetének agrárgazdasági vonatkozásai Egy kis külföldi kitekintés az e-közigazgatás mezőgazdasági megjelenésére. Skandináv országok közül Svédországban Sami rendszer működik, amely az Európai Unió agrárpolitikájához szorosan kapcsolódó mezőgazdasági támogatásra szolgáló elektronikusan működtetett támogató rendszere. Ennek az internetes rendszernek a használata könnyű, gyors, biztonságos és szórakoztató alkalmazásokat tartalmaz ezzel is megkönnyítve a gazdák helyzetét. A beérkezett kérelmek többsége a hatóságok szerint szinte hibamentes, így időt és erőforrásokat takarítanak meg. Ez a rendszer azon alapszik, hogy a gazdák miként vélekednek erről a szolgáltatásról és mennyire korlátozott az internet hozzáférésük, mivel a legtöbb farmernek betárcsázós internet elérhetősége van. A Svédországban élő mezőgazdasági támogatást elektronikus úton igényelők aránya megközelítőleg 55%. A Sami Internet néhány évvel ezelőtt elnyerte a legjobb és leginnovatívabb eSzolgáltatás díját azaz a GoldenLink Award (Urban Wigert, 2010). Az elektronikus kormányzás fejlesztése az üzleti szektorokban jelentősen eltérő. Görögországban a mezőgazdaság egy jelentős gazdasági ágazat, amely sok más szektortól lemarad. A legkorszerűbb görög mezőgazdasági közszolgáltatásokra az a jellemző, hogy nagyon lassan terjed a korszerű számítógépesítés és így a legtöbb helyen még a hagyományos papír alapú ügyintézéssel dolgoznak. Az elektronikus szolgáltatásokat ellátó helyekből nincs elegendő. Számos hagyományos szolgáltatás többfázisú és bonyolult. Ez a jellemzője az elektronikus szolgáltatásoknak is. Ezt a bonyolultságot kellene leegyszerűsíteni és akkor az elektronikus ügyintézés is jobban elterjedhetne (Maria Ntaliani, 2010).

4. Magyarországi e-közigazgatási helyzete Az ezredforduló óta világossá vált Magyarország számára, hogy az információs társadalmaknak egy új modernebb és hatékonyabb ügyintézési formára van szüksége. Így alakult ki az e-közigazgatás, amely számos még kiaknázatlan lehetőségekkel rendelkezik. Az is megállapítható, hogy mára olyan infrastruktúra épült e szolgáltatás mögé, amellyel az önkormányzatok többsége könnyebben intézheti az ügyeit valamint az ügyfelek számára is nagy könnyebbséget jelent. Előnye, mely az internetes alkalmazásoknak köszönhető, hogy a használatukhoz szinte csak internet kapcsolatra van szükség és nem kell külön programot telepíteni a számítógépre. Magyarország felkészültsége az e-közigazgatási szolgáltatások tekintetében az európai országok átlagát érte el 2004 és 2006 között, ám az online módon történő szolgáltatási szinten 2009-ben ismét az átlag alá esett. Ahhoz, hogy egy ország versenyképes legyen más országgal szemben fontos az elektronikus

284


közigazgatás fejlesztése. Nélkülözhetetlen, hogy ügyfélközpontú, személyre szabható e-szolgáltatások, a versenyképes társadalom és gazdaság előmozdítása érdekében az e szolgáltatói oldalak modernizálódjanak. A fejlett országokhoz képpest a magyar közigazgatásban egy folyamatos informatizálódási folyamaton ment keresztül, melynek érdekessége, hogy a digitális forradalom előnyei nálunk az államigazgatásban bontakoztak ki, míg külföldön elsősorban a szolgáltató, kereskedelmi szektorban jelentek meg. Az agrárgazdasági vonatkozásban azonban úgy tűnik, vannak még elmaradások. Az Új Magyarország Fejlesztési Tervben vannak közigazgatás fejlesztését érintő kérdések. A terv célja hogy elősegítse a közigazgatási szolgáltatások hatékonyságának és színvonalának javítását. Az Államreform Operatív Program (ÁROP) a magyar közigazgatást eljárásainak megújításával és a közigazgatásban dolgozók hozzáállásának, képzettségének fejlesztésével sarkallja nagyobb teljesítményre. Így lesz az ügyét intéző állampolgárból megbecsült ügyfél, a szigorú hivatalnokból készséges szolgáltató. Ehhez elengedhetetlen egyrészt az informatikai (szabványosított fejlesztések, alkalmazások és minőségbiztosítási rendszerek), másrészt a szabályozási (a szolgáltatásokban és infrastruktúrában meglévő párhuzamosságok felszámolása) feltételek megteremtése. Sajnos a támogatások és a kezdeményezések ellenére lassabban mennek végbe a folyamatok. A hazai közigazgatási informatikát jelenleg különálló, szigetszerű, együttműködésre alig alkalmas alrendszerek, valamint alacsony szinten elektronizált backoffice folyamatok jellemzik. Az elindított közigazgatási reform akkor érheti el célját, ha a központi, regionális, kistérségi és helyi e-közigazgatási fejlesztések közös alapokra épülnek, ügyfél centrikus fejlesztések valósulnak meg korszerű, rugalmas architektúra kialakításával, és hatékony technológiai eszközök alkalmazásával (Nemzeti Fejlesztési Ügynökség, 2009). 1. táblázat. Az elektronikus ügyintézés 2010. évi adatai január–augusztus megyeszékhelyek szerint Forrás: http://www.kfgh.gov.hu Okmányiroda neve Budapest Békéscsaba Debrecen Eger Győr Kaposvár Kecskemét Miskolc Nyíregyháza Pécs Salgótarján Szeged Szekszárd Székesfehérvár Szolnok Szombathely Tatabánya Veszprém Zalaegerszeg Összesen

Ügyfél tevékenységek Ügyindítások sikeres

Ügyfél tevékenységek időpontfoglalás Ügyindítással

4667 16 95 38 106 25 42 95 36 88 12 407 15 61 35 26 33 34 35 5866

1360 9 81 14 86 20 32 70 22 64 3 128 9 40 29 21 23 15 21 2047

Okmányiroda tevékenységek

Ügyindítás nélkül 64027 358 2086 874 3681 491 3111 2774 2623 2893 105 10216 382 1956 1407 1151 1062 277 1479 100953

Elintézett ügyek 2475 0 18 15 8 2 4 1 0 5 0 242 1 2 3 3 5 4 4 2792

A Közigazgatási és Elektronikus Közszolgáltatások Központi Hivatala Ügyfélközpontjának weboldalán naprakész statisztikákat láthatunk az elektronikus ügyintézés 2010. évi adatairól. Melyből az

285


alábbi táblázatot állítottam össze megyeszékhelyenként, amelyből kiderül, hogy megyénként hány sikeres ügyindítást regisztráltak, az okmányirodák hány elektronikusan elintézett üggyel bírnak (1-es ábra), és hogy hogyan oszlanak meg az ügyfélkapu regisztrációk. Az internet használata döntő mértékben befolyásolja az elektronikus ügyintézést. Akik rendszeres internetezők, azok gyakrabban használják az e-közigazgatási szolgáltatásokat. Az idős generáció elenyésző része használja az internetet. Az is megfigyelhető, hogy a netfelhasználók többsége városban él, többségük még dolgozik, aktívak és magas iskolai végzettséggel rendelkeznek. Ezzel szemben azok, akik nem használnak netet általában falvakban, községekben élnek és 60 évet már meghaladták. Ők az alacsony végzettségűek, elsősorban inaktív nyugdíjasok. Az állam a technikai háttér biztosítása mellett az ingyenes oktatással és felvilágosítással érheti el ezen alkalmazás népszerűsítését. Hasonlóan a mobil telefon robbanásszerű elterjedéséhez és használatához. Magyarországon a legsikeresebb elektronikus ügyintézés az APEH által üzemeltetett e-bevallási rendszer. Ezt követi a személyügyek intézése és erős lemaradásban van a z agrárium ügyei. 2010 a változások éve, számos pályázat és kormányi rendelet erről tanúskodik. Az elektronikus ügyintézés életében egy új fejlődési irány van bontakozóban, mivel 2012-re a lakosság körében a cél az, hogy szinte csak elektronikus úton intézhessék ügyeiket.

5. Magyarországi e-közigazgatási helyzetének agrárgazdasági vonatkozásai Az agráriumban az e-közigazgatás még nagyon kezdetleges. A modern technikai eszközök megléte még nem elég ahhoz, hogy ez az elektronikus ügyintézési forma elterjedjen a felhasználók körében. Az információs technológia elutasításának, illetve nem használatának okai között elsősorban nem az anyagi tényezők szerepelnek, hanem a szaktudás hiánya és a technológiától való „félelem”. A magyar gazdatársadalom számos problémával küzd, melyek jelentős része az információ hiányából fakad (Varga, 2003). A Mezőgazdasági és Vidékfejlesztési Hivatal (MVH) a támogatások kifizetési kérelmével összefüggő eljárások egyszerűsítése érdekében 2008-tól lehetővé tette a kérelmek elektronikus kitöltést és benyújtását az egységes területalapú támogatás (SAPS), a nemzeti kiegészítő támogatás (Top-Up), továbbá a kedvezőtlen adottságú területek (KAT) és Agrár-környezetgazdálkodási Program (AKG) viszonylatában. 2007-ben a 200 ha-t meghaladó földterület után egységes területalapú támogatásban részesülő gazdálkodók (mintegy 4000 gazdálkodó) számára már pilot jelleggel az elektronikus rendszer elérhető volt (Herdon-Szénás, 2008).

6. Következtetés Összességében elmondható, hogy az elektronikus közigazgatás hazánkban napjaink egyik legfőbb információpolitikai témája. A megjelenése inkább elméletibb, mint gyakorlati szintű, de az Elektronikus Közigazgatás Operatív Program pályázatai lehetőséget biztosítanak a fejlődésre. Azonban találunk példamutató elektronikus ügyintézést, amely a legsikeresebb hazánkban. Ez nem más, mint az Adó- és Pénzügyi Ellenőrzési Hivatal részéről működtetett e-bevallás. A közigazgatási oldalak információtartalmának növekedésével, valamint az ügyfélbarát megjelenésének köszönhetően a későbbiek folyamán remélhetőleg a használhatóságuk és interaktivitásuk a közeljövőben emelkedést eredményez. Megfigyelhető, hogy az önkormányzati oldalakon való eügyintézés ritka kivételektől eltekintve még fejletlen Magyarországon. Ennek az egyik oka, hogy még nincs egységes programja az ilyen ügyintézésnek, csak látszólag elektronikus. Ezalatt azt értem, hogy csak e-mailben küldik el az ügyintézőnek a beadott pályázatot vagy támogatást, valamint az eredeti dokumentumokat postai úton szintén el kell küldeni. Az e-mailben elküldött dokumentumok csak a gyors feldolgozást teszik lehetővé. Ezzel sem időt, sem pénzt, sem papírmunkát nem takarítunk meg. A gond ott

286


kezdődik, hogy az ügyfélbarát ügyintézés csak névben jelenik meg, a gyakorlatban viszont erős hiányosságok mutatkoznak meg. Úgy gondolom, hogy egy megfelelő informatikai program létrehozásával, mint például az e-bevallásé is, könnyebb ügyintézést tesz lehetővé, továbbá kiemelkedően hasznos a feldolgozás gyorsasága szempontjából. Néhány éven belül várhatóan az önkormányzatok e-ügyintézésének ugrásszerű fejlődése, az agrárgazdasági területeken éppúgy, mint a közigazgatás egyéb területein megfigyelhető, elősegítve a mezőgazdaságban dolgozók informálódását és elektronikus ügyintézését. Összegzésként annyit érdemes megjegyezni, hogy a mezőgazdaság szerepének jelentős csökkenése figyelhető meg a fejlett országokban, de a vidék életképességének a megőrzésére, gazdálkodásra mindig szükség lesz. Mindenképpen fejleszteni kell az ilyen jellegű kapcsolódási pontokat a cikkben leírt előnyök miatt.

Hivatkozások A közigazgatási informatika helyzete és a végzett tevékenységek összefoglalója (2006-2007). forrás: http://www.ekk.gov.hu/hu/ekk/tevekenysegek/koziginfosszefogl Bijan Azad, Samer Faraj, 2009. E-Government institutionalizing practices of a land registration mapping system Original Research Article. Government Information Quarterly, Volume 26, Issue 1, Pages: 5-14 Digibiz, 2010. Milliárdos ASP-pályázat: A régiók legnagyobbjai taroltak. forrás: http://www.digibiz.hu/asp-palyazatonkormanyzat-elektronikus-ugyintezes-nyertes/20100402 e-Befogadás Magyarországon, 2009. forrás: www.ittk.hu/web/docs/ebefogadas_eves_jelentes_2008.pdf E-government statistics, 2010. forrás: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/statistics_explained/index.php/Egovernment_statistics Herdon M., Szénás Sz., 2008. e-Ügyintézés a Mezőgazdasági Szakigazgatásban, Agrárinformatikai Nyári Egyetem Jensen J. Zhao, Sherry Y. Zhao, Sherry Y. Zhao., 2010. Opportunities and threats: A security assessment of state egovernment websites. Government Information Quarterly, Volume 27, Issue 1, Pages: 49-56 Maria Ntaliani, Constantina Costopoulou, Sotirios Karetsos, Efthimios Tambouris, Konstantinos Tarabanis., 2010. Agricultural e-government services: An implementation framework and case study. Computers and Electronics in Agriculture, Volume 70, Issue 2, Pages: 337-347 Miski G., 2009. Miért nem elég népszerű az elektronikus közigazgatás? Miski G., 2009. forrás: http://www.itbusiness.hu/hirek/Business/miert_nem_eleg_nepszeru_az_e_kozigazgatas.html Nemzeti Fejlesztési Ügynökség, 2009. A közigazgatási szolgáltatások hatékonyságának és színvonalának javítása uniós forrásból. forrás: http://www.jogiforum.hu/hirek/20149#ixzz0za2giqUm Tábor I., 2005. Infokommunikációs technológiai eszközök (IKT) és a vidék. forrás: http://eker.hu/news.php?id=2989 Távközlés - Elektronikus Kormányzati Gerinchálózat, 2010. forrás: http://www.kopdat.hu/tavkozles/ Urban Wigert, 2010. SAM Internet: e-applications for agricultural support in Sweden, forrás: http://www.epractice.eu/cases/sami Varga P., 2003. e-vidék, A Falu, 18. 1. 45-52. Wade R. Rose, Gerald G. Grant., 2010. Critical issues pertaining to the planning and implementation of EGovernment initiatives. Government Information Quarterly, Volume 27, Issue 1, Pages: 26-33

287


A dunai fitoplankton diverzitás és szezonális dinamikájának elemzése 24 év adatai Verasztó Csaba 1 Abstract. In this paper I present the composition, seasonal dynamics and fluctuations in diversity of the phytoplankton in the Danube River over 24 years. Weekly samplings were conducted at one section of the river at Göd, in the 1669 river kilometer segment. The data was obtained from the Hungarian Danube Research Station, which we compiled and analyzed. (The change in the phytoplankton community structure was supported with information from water temperature and runoff means.) Our findings support the opinion that the Danube is very rich in species, although many of the species are rare and could be described only as coloring species. Results indicate trends in the phytoplankton density, which are only measurable in long-term studies. By the help of diversity indices we have observed an increase in the phytoplankton community diversity. With the relevant information, an explanation of the significant changes in diversity and richness was formed. My goals were a construction of a solid database of the phytoplankton, examining the seasonal dynamics of the phytoplankton through a 24 year long study and to see the most important changing factors of the community. Keywords: algae, LTER, multivariate analysis.

Összefoglaló. A szakdolgozat a Duna fitoplankton közösségének összetételével, szezonális dinamikájával, diverzitásbeli változásaival foglalkozik. A vizsgálathoz az adatokat a Duna gödi szakaszán, az 1669-es folyókilométer szelvényben gyűjtötték heti rendszerességgel. A Magyar Dunakutató Állomás által rendelkezésre bocsátott adatokat összesítettem és elemeztem. Hőmérséklet és átlagos vízhozam adatok segítségével próbáltam jellemezni a közösség alakulását a vizsgálat évei során. Megállapítottam, hogy bár fajszámát tekintve a Duna igen fajgazdagnak mondható, mégis a fajok igen nagy hányada elég ritkán előforduló, színező faj, és csak 10-20 olyan taxont találtam, ami mennyiségét és gyakoriságát tekintve is jelentős. A fitoplankton mennyiségi viszonyait megvizsgálva olyan éveken át tartó trendeket találtam, amit csak az ilyen hosszú távú elemzés segítségével lehetséges megfigyelni. Diverzitás indexek alkalmazásával megfigyeltem, hogy a fitoplankton közösség sokfélesége a vizsgálat 24 éve alatt nőtt, és emiatt elsősorban a legtömegesebb fajok esetében történt változások okolhatók. A diverzitásbeli változások mögött álló okokra kerestem hipotéziseket. Célom a dunai fitoplankton éves adatsorok egységesítése, szezonális dinamikájának, fajgazdagságának minél pontosabb feltárása volt a teljes 24 év során. Továbbá, hogy áttekintő képet kapjak a közösségben végbemenő változásokról, e változásokért felelős legfontosabb tényezőkről. Kulcsszavak: alga, LTER, többváltozós adatelemzés.

1. Bevezetés Sommer és munkatársai (1993) szerint a szárazföldi vegetáció számára kismértékű időjárás változás, a fitoplankton – a rövid generációidő miatt – klímaváltozással mondható analógnak. Reynolds (1997) számításai szerint már 1 év időjárásváltozása a fitoplankton számára már klímaváltozással ér fel. Talán nem is lehetne ezt a prezentációt meggyőzőbben kezdeni, mint Reynolds munkásságával, aki olyan, az ökológiában nagy nevek mellett kapott ECI díjat, mint Tom Fenchel, Ramon Margalef vagy Robert D. Holt. A fitoplankton a hőmérséklet és fényintenzitásbeli változásokra történő reagálását gyors nemzedékváltozása teszi lehetővé. Egy algasejt átlagos élete 104-107 sec is lehet, ami alatt szaporodnia és az esetleges új körülményekhez alkalmazkodnia kell. A mérsékeltövi éghajlat éves ciklusaira a fitoplankton olyan jelentős válaszait a kutatók egy része a fitoplankton szukcessziójának hívja, amin belül szukcessziós stádiumokat is elkülönítenek.

1

Verasztó Csaba Faculty of Science of Eötvös Lóránd University, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A., Hungary [email protected]

288


Magyarországon 1935-ben jött létre egy nemzetközi Duna-kutató bizottság. Ez az intézet a háború alatt azonban elpusztult. 1957-ig kellet várni, mikor Dudich Endre, az ELTE és a MTA új kutatócsoportot hívott életre. Az akkori tanszéki kutatócsoportok az MTA Magyar Dunakutató Állomás nevet kapták. Az Állomás a mai napig az egyetlen ilyen jellegű intézmény a magyar Duna-szakasz mentén. Itt kezdődtek először a magyar Duna-szakasz teljes, 417 km-es hossza mentén, alapállapot feltáró jellegű – többek között – fitoplankton vizsgálatok. A fitoplankton vizsgálatok már a 60-as évektől léteznek, a Duna algaflórájával kapcsolatban már ebből az időből is kellő részletességgel tájékozódhatunk Szemes munkáiból. Kiss Keve irányítása alatt az algológiai vizsgálatok a 70-es évek végétől léteznek. A kezdeti heti rendszerességű mintavételek kibővültek a folyásirányban történő változások felmérésére is alkalmas reptációs módszerrel. Erről részletesebben Uherkovics munkájában olvashatunk (Uherkovics 1979). A fitoplankton mennyiségi viszonyainak vizsgálata mellett a hosszú távú változások nyomon követése, és a térbeli változások alakulásának vizsgálata is folyamatosan zajlik (Kiss és Genkal 1996, Kiss 1999). Szemes (1961) eredményei után, 1984-től rendszeressé váltak a bevonatlakó alga-együttesek szemi-kvantitatív vizsgálatai is, 2004-től pedig abundancia és molekuláris biológiai vizsgálatokkal egészültek ki (Szabó és munkatársai 2007). Magyarország a Dunához kapcsolható fitoplankton vizsgálatok terén vezető pozícióban érezheti magát. Adott tehát a lehetőség, hogy a rendelkezésre álló adatokból annyi információt nyerjünk ki, ami európai viszonylatban is példa nélküli lehet. Célom a Duna fitoplankton összetételének alapvető leíró feltárásához szükséges egységes adatbázis létrehozása volt, ami kiindulási alapjául szolgálhat a dunai fitoplanktonnal kapcsolatos további kutatásoknak (ilyen a hosszú távú változások trendjeinek további feltárása, a szezonális dinamikai folyamatok klimatikus tényezőktől függő szimulációs modellezése). A fitoplankton egyedszámbeli változásainak környezeti tényezőkkel való összevetése után, diverzitás indexek segítségével felmértem az évek során a közösség szerkezetén végbemenő átalakulásokat. Háromdimenziós ábrázolási módszereket és többváltozós statisztikai adatfeltárást is használtam a tájékozódásra, az adatokban lévő információ megjelenítésére. A téma elméleti jelentőségén túl gyakorlati jelentőséggel is bír, amennyiben a későbbiek során alapul szolgál modellek felírásához, akár a közösség egy kisebb részére, akár a Duna teljes algaflórájára. A dolgozat egyfajta kiegészítésnek tekinthető; a Magyar Dunakutató Állomás 1979 és 2002 között gyűjtött fitoplanktonikus adatait igyekszik összesíteni és hatékonyan kiegészíteni.

2. Eredmények 2.1. A fitoplankton közösség rendszertani összetétele és a fajok konstancia viszonyai A teljes magyarországi Duna-szakasz alga-flórája gazdag, a vizsgált időszakban (1979-2002) Gödnél 528 taxont sikerült kimutatni. Ám a közel 530 talált faj előfordulása és egyedszámuk közel sem egyenletes. Csak igen kevés olyan faj van, amelyik az év minden szakában előfordul. A vizsgált 24 év során csak a fajok elenyésző százaléka tekinthető állandóan jelenlévőnek, ellenben rengeteg a színező faj, amelyekkel évente, illetve több évente egyszer lehet találkozni. Azon fajok aránya, amelyek a minták csak maximum 20%-ában fordulnak elő, igen nagy, ide tartozik a beazonosított fajok 89%-a. Összesen 58 olyan fajjal lehet találkozni, amik a minták legalább 20%-ból kimutathatóak, és taxonok kevesebb, mint 1%-a volt megtalálható a fogott minták legalább 80%-ban. 2.2. A fitoplankton mennyiségi viszonyai A fitoplankton mennyiségét adott térfogategységre vonatkoztatott individuumok (ind ml-1) várható értékével, illetve az egyes fajok sejttérfogatával számolva, a biomasszával (mg l-1) jellemeztük. Mint az a 1. ábrán is látható, az egyes évek között jelentős különbségek vannak, hirtelen megugró és visszaeső évek és lassan változó tendenciák váltogatják egymást. Míg 1960 és 1980 között csaknem megduplázódott a

289


fitoplankton mennyisége a Dunában, az évezred fordulójára ez a tendencia megfordulni látszik. A 80-as évek elején volt egy néhány évig tartó periódus (1981, 1982, 1983), amikor 30000 ind ml-1-es átlagos egyedszám, 17-19 mg l-1-es biomassza értékek is előfordultak, ezt egy 1987-ig tartó visszaesés követett. A 90-es évekre is jellemző két nagyobb fitoplankton denzitással jellemezhető időszak, de ekkor már csak 20000 ind ml-1-es és 11-14 mg l-1-es maximumokat tapasztaltam. A vizsgálat utolsó éveiben a fitoplankton mennyisége alacsony volt, kevesebb, mint 10000 ind ml-1-es és 4-5 mg l-1-es éves átlagmennyiségeket fogtak. A trendvonalak jól mutatják, hogy a fitoplankton mennyisége a vizsgált 24 év során csökkenő tendenciát mutatott, és a nagyobb algamennyiségekkel jellemezhető időszakok magnitúdója is egyre kisebb.

1. ábra. A vizsgált évek során a Duna Göd melletti szakaszáról gyűjtött mintákban előforduló alga taxonok előfordulásának százalékos valószínűségei, öt csoportra osztva.

A 2. ábrán az egyes években mintavételekre lebontva lehet látni az adott térfogategységre vonatkoztatott fitoplankton denzitást. Az ábrán jól tetten érhető, hogy a korai években (1981-1985) a téli aktívabb periódus mellett sokkal intenzívebb volt a nyári-őszi fitoplankton szaporulat, a legnagyobb algacsúcsokat is ekkor tapasztaltam. Ekkora egyedszámbeli különbségekkel a nyári időszakban később már nem találkozhatunk. A vizsgálat későbbi éveiben (1991-1998) már csak a téli-kora tavaszi csúcsok jellemzőek, illetve az utolsó években ezek is elmaradtak. Érdemes megfigyelni továbbá, hogy az aktív periódus a 90-es évekre majd egy hónappal előbbre tolódik. A vízkémiai vizsgálatok csak néhány tizedfokos átlagos hőmérsékletemelkedésről tudósítanak, mégis úgy tűnik a 90-es évektől kezdve már inkább februártól kezdődik a kora tavaszi aktív periódus. Ezzel szemben az egyes évekre jellemző fajszám az évek többségében növekedést mutat. A 80-as évek végéig 200-nál kevesebb taxont sikerült évente azonosítani, a 90-es évektől pedig ez a szám 200 fölötti az évek döntő többségében. Ez önmagában azt feltételezi, hogy a biológiai sokféleségnek is nőnie kellett. A fajszámadatokat vizsgálva feltűnt egy nagyjából 10 éves periodikus változás az évek során, amit a mennyiségi adatoknál is láthatunk. Az 1990ben és az utolsó években mért 220 feletti fajszám más ábrákon is kiugró jelenségként mutatkozik. Ezen években fogott fajok taxonómiai összetételét megvizsgálva, mind a két esetben a korábbi évekhez képest főleg Pennales és Chlorophyta fajok megjelenése jellemző. 1990-ben 127 Chlorophyta és 46 Pennales taxont fogtak, ez a talált fajok 75%-a, 2000-ben 69%, 2001 és 2002-ben a 67%-a. Ez egyfajta belső átrendezést feltételez a közösségen belül.

290


2. ábra. A dunai fitoplankton mennyiségi változása háromdimenziós ábrázolással 1979-2002 között. Az x tengelyen a hónapok, az y tengelyen az évek vannak feltüntetve. Az ábra jobb oldalán a szövegmagyarázat ind/l mennyiségben magyarázza a színeket.

A fentiek alapján érdemes több figyelmet szentelni néhány olyan fajnak, amik gyakoriak és/vagy nagy egyedszámmal képviseltetnek a mintákban. Minden évben megvizsgáltam, mely fajok voltak a legsikeresebbek. A rangsor első helyére minden évben csak egy taxon került, a Stephanodisscus spp. fajcsoport, amelyek egyedszáma a többi fajhoz képest olyan nagy, hogy a logaritmikus skálán is eltörpül hozzá képest a többi faj. A Stephanodiscus spp. fajcsoportot – ami azon néhány Stephanodiscus, Cyclotella, Thalassiosira és Cyclostephanos nemzettségbe tartozó fajokat jelenti, amiket fénymikroszkópos technikával nem lehetett egymástól jól elkülöníteni, így ez a név többnyire 9-12 közel rokon fajt takar (Kiss, szóbeli közlés) – külön, háromdimenziós módszerrel ábrázolva (3. ábra) pontosabb megfigyeléseket is tehetünk. Az összes taxon alapján készült ábrához képest ezen még hangsúlyosabban látszik az 1980-1985 között tapasztalt nyári algavirágzások elmaradása a későbbi évek folyamán. A 90-es években a Stephanodiscus spp. csúcsok még jobban a tél végi - tavasz eleji időszakra korlátozódnak. A fajcsoport szezonális mintázata az évek között közel sem egyenletes, valamilyen okok miatt teljes szaporodási ciklusok maradnak el az évek során.

291


3. ábra: A Stephanodiscus spp. mennyiségi változása háromdimenziós ábrázolással 1979-2002 között. Az x tengelyen a hónapok, az y tengelyen az évek vannak feltüntetve. Az ábra jobb oldalán a szövegmagyarázat ind/l mennyiségben illusztrálja a színeket.

2.3. Diverzitás indexek, a sokféleség Egy közösség „biológiai sokféleségének” mérésére számos diverzitás index használható, melyek másmás információt szolgáltatnak számunkra az adott közösség szerkezetéről, a háttérben meghúzódó változásokról. Egy diverzitás index kialakításában két fő tapasztalati megközelítésű összetevő, az egyenletességi komponens (evenness) és a fajgazdagsági komponens (richness) játszik szerepet. Mivel a hazánkban, 2001-ben tartott nemzetközi konferencia (Ökológia az ezredfordulón III) óta az általánosan elfogadott közvélemény szerint a fajdiverzitásra kizárólagos meghatározás nem adható, igyekeztünk több diverzitás indexet (úgymint Shannon H, Simpson 1-D, Evenness eH/S, Menhinick, Margalef, Equitability J, Fisher alpha, Berger-Parker) is megvizsgáltam, ám itt részletesen csak a szélesebb körben használt Shannon indexszel fogunk foglalkozni. A Shannon index (vagy más néven Shannon-Wiener index): Ahol pi az egyes fajok relatív abundanciája, amit úgy kapunk, hogy az i-edik / adott faj egyedszámát elosztjuk a közösség teljes egyedszámával. S itt a közösségben előforduló fajok száma, vagy másik nevén a fajgazdagság. A Shannon index hol csökkenő, hol növekvő trendet mutat az évek során. A vizsgálat elején jellegzetesen nagy, majd csökkenni kezd, és újabb csúcsot mintegy 10 évvel később a 90-es évek elejére produkál. Az ezt követő években ismét csökken a sokféleség egészen 1998-ig. Az utolsó években újra erősödő diverzitás mutatókkal találkoztam, illetve ezekre az évekre karakteresen kisebb minimumok jellemzőek. Ehhez képest a korábbi évekre főleg a diverzitás minimum és maximum helyek periodikus növekedése és csökkenése szembeötlő. Télen jellemzően kicsi, nyáron mindig nagy diverzitás értékeket lehet látni. A Shannon index háromdimenziós ábrázolása részletes képet ad az évek közötti összehasonlításhoz (4. ábra). A tél végi, tavaszi algacsúcsok idején találtam a legalacsonyabb diverzitás értékeket, amiből egyértelműen következik, hogy az ilyenkor tapasztalt nagy fitoplankton denzitásokért csak néhány faj tehető felelőssé. Érdekesség, hogy ezek a kis sokféleséget mutató időszakok a vizsgálat későbbi éveiben más idő intervallumot fognak át. Az első években (1979-1984) február végén – márciusban kezdődő változások 1985-től korábbra tevődnek át. 1988 és 1999 között egész februárban már alacsony diverzitás értékekkel találkoztam. A nyári periódusokban azt tapasztaltam, hogy a vizsgálat

292


második felében többször látni nagyobb diverzitás értékeket. Az október-novemberi átmeneti időszak a vizsgálat utolsó éveiben egyáltalán nem tűnik „átmenetinek”. A legmagasabb diverzitás értékekkel november végén, decemberben találkoztam, ez is mutatja a téli mintavételezés szükségességét. Az 1991 decemberében nem történtek mintavételek, ezért láthatunk ott 0 diverzitást.

4. ábra: A dunai fitoplankton Shannon-féle diverzitása háromdimenziós ábrázolással 1979-2002 között. Az x tengelyen a hónapok, az y tengelyen az évek vannak feltüntetve. Az ábra jobb oldalán a szövegmagyarázat a színek illusztrálta Shannon értékeket mutatja.

Az eddigi adatokat táblázatos formában is érdemes prezentálni (1. táblázat), hogy néhány kiugró adatot számszerűen, a hozzá tartozó többi paraméterrel együtt tudjunk vizsgálni. Jól látszik, hogy az 1983-1984es évekre, ami jellegzetesen kisvizes év volt, igen tömeges algavirágzás jellemző, míg az 1987-es és 2002es esős években jóval kisebb biomassza értékeket találtam. A fitoplankton mennyiségét és diverzitás mutatóit a környezeti adatokkal összevetve azt mondhatjuk, hogy bár az éves adatok hasznosak – hiszen amellett, hogy jellemzik az adott évet, és útmutatást adnak a részletesebb vizsgálatokhoz –, megállapíthatjuk, hogy a dunai fitoplankton közösségre az egyes környezeti tényezők (hőmérséklet, vízhozam) hatása tagadhatatlanul jelentős, de önmagukban nem magyarázzák a tapasztalt folyamatokat. Ehhez hasonlóan a diverzitás indexek éves átlagait vizsgálva jó képet kaphatunk az egyes évek fitoplankton közösségéről, de a háttérben zajló jelenségek feltárásához nem elégségesek. A környezeti paraméterek, a biomassza és ind ml-1 egyedszám, illetve a diverzitás indexek között szoros korreláció nem mutatható ki.

293


1. táblázat. Az átlagos fitoplankton egyedszámok és diverzitás, és vizsgált környezeti paraméter értékek a Gödön gyűjtött minták alapján. Évek Biomassza Egyedszám Átlag Fajszám Shannon Even(mg/l) (ind/ml) Hőmérséklet (darab) H ness (°C) 1979

12,12

18644,12

11,23

163

1,52

0,18

1980

8,90

13413,69

9,78

174

1,17

0,10

1981 1982

17,56 17,32

30839,98 28411,35

10,97 11,69

188 182

1,56 1,39

0,16 0,13

1983

19,19

32358,90

11,42

195

1,15

0,09

1984

16,36

24998,08

9,95

172

1,16

0,10

1985

13,80

20189,45

11,47

173

1,16

0,11

1986

12,99

21663,10

12,51

173

1,38

0,12

1987

6,00

9818,88

11,22

194

1,56

0,13

1988

8,16

14430,21

10,91

217

1,52

0,13

1989

8,78

13895,32

10,85

220

1,42

0,13

1990

8,95

15243,30

11,42

229

1,68

0,15

1991

12,58

18976,32

10,73

192

1,25

0,12

1992

13,51

22950,32

11,02

202

1,49

0,15

1993

14,28

21431,10

10,50

208

1,47

0,13

1994

9,04

17952,15

11,16

190

1,42

0,14

1995

5,62

9158,70

10,01

219

1,54

0,14

1996

11,63

20672,29

10,53

193

1,55

0,18

1997

10,34

18143,04

12,71

201

1,30

0,13

1998

11,44

20441,00

197

1,26

0,18

1999

5,28

9323,08

204

1,53

0,15

2000

3,79

9254,85

214

1,81

0,17

2001

4,62

9977,43

223

1,73

0,16

2002

5,30

10646,63

233

1,89

0,21

Hivatkozások Kiss, K. T. és Genkal, S. I. (1996): Phytoplankton of the Danube's reservoirs in September 1995 from Germany to Hungary. - In. Berczik, Á. (red.) Limnologische Berichte Donau 1996. 1: 143-148. MTA ÖBKI Magyar Dunakutató Állomás, Vácrátót/Göd. ISBN 963 8391 20 0. Kiss, K. T. (1999): Szigetközi vízterek trofitása a fitoplankton vizsgálatok tükrében. – In: Láng. et al. (szerk). A Szigetköz környezeti állapotáról. p: 67-77. MTA Szigetközi Munkacsoport, Budapest. Reynolds, C. S. (1997): Vegetation Processes in the Pelagic: A Model for Ecosystem Theory. Ecology Institute, Oldendorf/Luhe, Germany. 1997. DM 68. xxvii+371 pp. Sommer, U. (1993): Disturbance-diversity relationships in two lakes of similar nutrient chemistry but contrasting disturbance regimes. Hydrobiologia 249: 59-66.

294

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Szabo, K. E., Acs, E., Kiss K. T., Eiler, A., Makk, J., Plenkovic-Moraj, A., Toth, B., Bertilsson, S. (2007): Periphyton-based water quality analysis of a large river (River Danube, Hungary): exploring the potential of molecular fingerprinting for biomonitoring. Archiv für Hydrobiologie. Supplementband. Large rivers 17: 365-382 ISSN 0945-3784. Szemes, G. (1961): Die Algen des Periphytons der Donaupon¬tons. /Quantitative analyse der bacillariophyceen/. Danub. Hang. XI. - Ann. Univ. Sci. Budapest. Sect. Biol. 4: 179-215. Uherkovich, G. (1979): A dráva magyarországi szakaszának algalvegetaciójáról. Janus Pannon. Múz. Evk. 23: 7-23.

295


Az almatermesztés környezeti feltételeinek jövőbeni alakulása Lakos János 1, Erdélyi Éva 2 Abstract. The tendency of global climate predict warming and an increase in extreme weather events. One of our most urgent tasks is to define the optimal preparation and response strategies to these conditions. Our approach is to show some possibilities in interdisciplinary, collaborative research, based on climate models which are very much needed for predictions. In this study we have examined weather indicators (climate demands), which are important in apple production. We applied comparison analyses based on the first order stochastic dominance criterion and different climate scenarios with their reference period. We were interested how the average temperature values, the precipitation amount and its variability, and the frequency of the extreme temperature values in the most important periods of growing will change. The locations of our case studies were Debrecen and Győr. Keywords: apple production, climate change, precipitation, temperature, weather indicators.

Összefoglaló. A termesztett növények fejlődését és termésmennyiségét is várhatóan befolyásolja az időjárás változása, ezért az éghajlatváltozással együtt élve szükség van a folyamatok megfigyelésére és előrejelzések, becslések készítésére is. Munkánk során elemeztük, hogy az alma klimatikus igényei teljesülnek-e a jövőben az általunk felhasznált győri és debreceni klímaváltozási szcenáriók alapján. Az alma igényeit, az ún. indikátorokat több fontosabb fejlődési szakaszon keresztül figyeltük meg. Az adatok szűréséhez, rendszerezéséhez a KKT programot használtuk, majd elsőfokú sztochasztikus dominancia-kritériumot, azaz az összehasonlítást az adatsorokhoz tartozó eloszlásfüggvényekkel végeztük. Vizsgálataink során megfigyeltük a hőmérséklet, extrém értékek, csapadékmennyiség, valamint eloszlásának alakulását a legfontosabb fejlődési szakaszokban. Kulcsszavak: almatermesztés, csapadék, éghajlatváltozás, hőmérséklet, klimatikus indikátorok.

1. Bevezetés A változásokat kutatók szerint a Kárpát medence klímája valószínűleg a jövőben aszályossá válik, és az időjárási szélsőségek gyakoribbá válhatnak. A kutatók rámutatnak arra is, hogy ha a klíma továbbra is szélsőségeket hoz, azaz egyre melegebbé és szárazabbá válik, akkor a gyümölcstermesztésre váró hatások sajnos negatív tendenciát mutatnak és megkérdőjelezhetik az egyes, jelenleg honos növények termesztésének fennmaradását. Nagyon fontos tehát annak vizsgálata, hogy a várható változások milyen regionális következményekkel járhatnak, és mit tehetünk a negatív hatások ellen, illetve hogyan használhatjuk ki az esetleges pozitív hatásokat. Az alma fejlődését és termésmennyiségét is várhatóan befolyásolja az időjárás változása. A fajtakutatások során is nagyon fontos a várható klímahatások feltérképezése, és annak vizsgálata (Tóth M., 1998). Munkánkban az almára vonatkozó általános éghajlati igényeket vizsgáljuk klímamodellek meteorológiai adatai alapján. Nem térünk ki a különböző fajtákra, inkább a módszerben rejlő lehetőségeket szeretnénk vázolni. Statisztikai elemzéseket végzünk a klimatikus igényekre vonatkozóan, valamint a növény fejlődése szempontjából extrém meteorológiai jelenségek gyakoriságának vizsgálatára múltbeli megfigyelésekre hivatkozva és a közeljövőre vonatkozó, nemzetközileg leginkább elfogadott klímaváltozási szcenáriók összehasonlításával. Ezek a vizsgálatok nyújthatnak továbblépési lehetőséget a felkészülésre, hiszen a valószínűsíthető klimatikus körülmények 1

Lakos János Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar Matematika és Informatika Tanszék 2 Erdélyi Éva Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar Matematika és Informatika Tanszék

296


alapján a várható következmények elemezhetők, becsülhetők. A gyümölcstermesztésben többnyire szabadföldön kell megóvni a növényeket a rendkívüli időjárástól, hiszen a fagykárok, jégkárok a kutatási eredmények alapján megduplázódhatnak. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a közeljövőre becsült értékek átlagosan nem mutatnak nagy változást, de a szórások alakulása rendkívül szembetűnő az egyes vizsgálatok során. A magas szórásszám alapján arra lehet következtetni, hogy az időjárás egyre szélsőségesebbé válhat, egyre bizonytalanabb körülményeket hozhat. Eredményeink alapján az alma szempontjából kedvező körülmények kihasználására, a terméskockázat alakulására, annak okaira is sejtések fogalmazhatók meg, a klímaváltozáshoz való alkalmazkodásra vonatkozó további kutatásokat alapozhatják meg. Magyarországon is rendkívül nagy szükség van arra, hogy különböző diszciplínákban kutató szakemberek intenzív összefogással megteremtsék a fenntartható gyümölcstermesztés jövőbeli új lehetőségeit. Az éghajlatváltozási forgatókönyvek adatainak elemzése alapján több információhoz juthatunk a termesztők és nemesítők számára, mint amit az utóbbi időszakban tapasztaltak alapján tendenciájában várhatónak becslünk.

2. Anyag és módszer Az éghajlat várható jövőbeli alakulása éghajlatváltozási forgatókönyvek, illetve szcenáriócsaládok és klímamodellek (szcenáriók) segítségével adható meg. Munkánk során az A2 forgatókönyvre támaszkodunk, amely a folyamatosan növekvő népesség mellett divergens regionális gazdasági fejlődést feltételezve lassú és területileg nem egyenletes technológiai fejlődéssel írják le a jövőt, figyelembe véve a helyi viszonyokat. Elemzéseinkhez a Hadley Intézet (UKHI, UKLO, UKTR3140) és a Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL2534, GFDL5564) által készített globális klímaváltozási modellek Debrecenre történt leskálázását használtuk fel. Az UKHI és UKLO szcenáriók a század végét (Diós et al, 2008), az UKTR3140 a 30-as évekre a GFDL2534 a 20-as-30-as éveket, a GFDL5564 az 50-es-60-as éveket jellemzik. Az összehasonlítás alapját a BASE szcenárió képezi, melynek meteorológiai jellemzői az 1961-90-es időszakot írják le. Mivel az éghajlatváltozási szcenáriók nem azonos időszakra vonatkoznak és független évekre generáltak, ezért az eredményeket az elsőfokú sztochasztikus dominancia-kritériumot felhasználva, az eloszlásfüggvények segítségével mutatjuk be. E kritérium szerint a nagyság szerinti rendezés azt jelenti, hogy minél jobban balra helyezkedik el az adatokhoz tartozó eloszlásfüggvény egy másikhoz képest, annál kisebb értékek vannak az adatsorban. Az adatok feldolgozásához a KKT Klímakutatás adatbázis-kezelő szoftvert használtuk (Szenteleki, 2007). E program segítségével vizsgáltuk a fenofázisok hosszát is meghatározó alsó és felső hőmérsékleti határok, illetve a fejlődési szakaszonkénti klimatikus igényeknek megfelelő napok előfordulási gyakoriságát.

3. Klimatikus igények elemzése A gyümölcstermő növények vegetációs időszaka a rügyfakadástól a lombhullás végéig tart. A vegetációs időszak kezdete, időtartama és vége a gyümölcsfajok szerint jelentősen eltérhet. Az elmúlt évtizedekben a vegetációs időszak extrém időjárási hatásai közül a virágzáskori fagy jelentette a legtöbb problémát (Tóth M., 1982) Ugyanazokon a termőhelyeken több száz almafajtánál azt jelezték a kutatók, hogy a fajtakülönbségek majdnem két hónapos eltolódást is eredményezhetnek a virágzás kezdetén. Az egyértelmű, hogy a hőmérséklet emelkedésének köszönhetően 6-8 nappal korábbi virágzással lehet számolni. A szedési érettség időszaka szintén nagy jelentőségű, mert befolyásolja az extrém időjárásnak való kitettség időtartamát. Kutatási eredmények igazolják, hogy a szüreti idény az utóbbi húsz évben több mint két héttel meghosszabbodott, a fejlődési időtartam pedig a korábbi virágzásnak köszönhetően három héttel hosszabb lett. A vizsgálati eredmények kimutatták, hogy bőségesebb nyári csapadékellátottság mellett korábbi a virágzás a következő év tavaszán. A szüret időpontját az előző év őszének átlagos naponkénti hőmérséklet változása befolyásolja. Amennyiben jelentős az előző év őszének hőmérsékletcsökkenése, a gyümölcsfák ősz végén korábban kerülnek mélynyugalmi periódusba, s ez által a következő évben az érési idő korábban következik be. Poldervaart (2004) hollandiai elemzése is hőmérsékletemelkedést és ennek hatására az alma fejlődésének gyorsulását dokumentálja. Alma esetén

297


évtizedenként egy-két nappal korábbi tendencia volt észlelhető a fenofázisokban. Szlovéniában végzett elemzés (Bergant et al. 2001) szerint e régióban a csapadék tavasszal nem korlátozó tényező, ezért ennek hatása gyakorlatilag nem kimutatható a virágzás idejének befolyásolásában, míg a hőmérséklet 76%-ban meghatározza ezt a fenológiai dátumot. Az almánál a rügyek duzzadása 6 °C körüli napi középhőmérsékletnél indul meg. Ha a hőmérséklet tartósan meghaladja ezt az értéket, akkor az alma vegetatív tevékenysége zavartalan, a növekedés folyamatos. Az alma számára a kedvező hőmérsékletek tartománya 15-33 °C között van. Amikor a levegő hőmérséklete meghaladja a 35 °C-ot, akkor a légzésből származó szervesanyag-leépülés rendszerint nagyobb a fotószintézis során képződött szerves anyag mennyiségénél. A nappali órákban az almafa lombkoronájában kb. 1-1,5 fokkal magasabb a hőmérséklet, éjszaka pedig valamivel alacsonyabb, mint a törzs környezetében (Lakatos 2004). Caprio és Quamme (1999) szerint a hőmérsékleti szélsőségek hiánya jelenti a legkedvezőbb feltételt a magas termésátlagok eléréséhez. Az alma érzékeny a tavaszi és őszi fagyokra. Az almarügyek számára a -4°C, a virágok számára a -2°C és a gyümölcsök számára a -1°C a kritikus érték. A 18°C alatti értékek a méhek beporzó tevékenységét gátolják, 10°C fok alatt a méhek ki sem repülnek. A magas hőmérséklet és az alacsony páratartalom a pollen megtapadását gátolja (Nyéki 1980). A virágzás alatti tartós eső és magas nedvességtartalom akadályozzák a pollen kiszóródását a portokokból. Mindezek alapján az éghajlatváltozási forgatókönyvek elemzése alapján először a módszer bemutatásának érdekében arra kerestük a választ, hogy az almatermesztésre mennyire lehet káros, illetve jó hatással a változó éghajlat. Ennek érdekében a Debrecenre és Győrre leskálázott regionális modellek meteorológiai adatai alapján összehasonlítottuk az alma néhány fontosabb klimatikus igényének teljesülésére és az extrém értékekre vonatkozó gyakorisági adatokat. Eredményeinket a vegetációs időszakra vonatkozó elemzésünket követően a legfontosabb fejlődési szakaszokat végigkövetve mutatjuk be. Az alma nagy vízigényű gyümölcsfaj, legalább 600-800 mm csapadékot kíván évente. A hűvös éghajlatot kedveli, a tenyészidőszakra éves hőösszegben igénye nem haladja meg a 3100°C hőmérsékletet, kivéve a Delicious fajtakörhöz tartozó melegigényes almákat, melyek a legalább 3200°C hőmérsékleti összeget kedvelik (Radics, 2001). A jövőben várható éves csapadékmennyiség átlagos értékeit Debrecenre vonatkozóan az 1. táblázat tartalmazza. A klímszcenáiók alapján elmondható, hogy a jövőre becsült értékek a bázisidőszakhoz képest jelentős eltérést nem mutatnak, kivéve az egyensúlyi szcenáriók esetében (UKHI, UKLO), melyek a század végére várható drasztikus változást vetítik előre. Ilyen tekintetben tehát a század közepéig almatermesztésünket nem fenyegeti nagy kockázat. Győrben kisebb csapadékellátottság várható, mint Debrecenben, minden szcenárió esetében. 1. táblázat. Az éghajlat változási forgatókönyvek által előre jelzett átlagos éves csapadékösszegek és szórásuk alakulása Debrecenre (mm)

átlag szórás

BASE 509.10 90.59

GFDL2534 514.80 88.62

GFDL5564 556.30 103.30

UKHI 426.10 84.30

UKLO 626.20 111.40

UKTR 488.10 82.93

3.1. Hőmérséklet- és csapadékviszonyok a vegetációs időszakban A múltbeli (BASE) és a jövőbeli éghajlatváltozási forgatókönyvek összehasonlítása alapján, a gyakorisági és az átlag értékek alapján is elmondható, hogy a csapadék mennyisége kismértékben változik, kivéve az UKHI szcenárió esetében, ahol drasztikus csökkenést figyelhetünk meg. Megállapítható, hogy az alma termesztése számára megfelelően alakulhat a csapadékellátottság, az adatok változékonysága is csak az UKLO szcenárióra mutat kiugró értéket. Kérdés azonban, hogy a fejlődés különböző szakaszaiban hogy alakulnak az éghajlati körülmények, a kedvező átlagos értékek mellett megfelelő lesz-e az eloszlás is.

298


Következő lépésként a hőmérséklet alakulását vizsgáltuk. A vegetációs időszakban, azaz a növény növekedési és fejlődési folyamatainak időszakában az alma átlagos hőmérséklet igénye 15-33°C. Várakozásainknak megfelelően, az éghajlatváltozási forgatókönyvek adatai alapján a hőmérséklet értékek növekedése látszik a vegetációs időszakban a múltat jellemző időszak becsült értékeihez képest: Debrecenre vonatkozó adatok esetén 7-15%-os (1. ábra), Győrre 10-15%-os növekedést mutatnak. A hőösszeg becsült értékei is hőmérsékletnövekedést jeleznek, ami a meleg éghajlatot kedvelő fajtakörhöz tartozó almáknak kedvez leginkább. Eloszlásfüggvények a vegetációs időszak optimális hőmérséklet gyakoriságára, Debrecen

1

BASE

0.8

GF2534

0.6

GF5564

0.4

UKHI UKLO

0.2

UKTR

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

napok száma

1. ábra. A vegetációs időszakban optimális (15-33°C) átlaghőmérsékletű napok számának szcenáriónkénti megoszlása Debrecenre

3.2. A téli (fiziológiai) mélynyugalom A mélynyugalom befejeződéséhez megfelelő hideghatás, 0 és 7 °C közötti hőmérséklet szükséges. A szcenáriókra vonatkozó gyakorisági adatok összehasonlítását Győrre vonatkozóan (nov.25-jan.15.) a 2. ábrán mutatjuk be. Várakozásainkkal ellentétben azt tapasztaljuk, hogy ez a követelmény szinte minden éghajlatváltozási forgatókönyv esetén a jövőben is teljesülni látszik, sőt a bázisidőszakhoz képest gyakrabban minden meteorológiai adatsor esetén gyakrabban jelentkezik. Debrecen térségére is hasonló eredményt kapunk, kivételt egyedül az UKHI szcenárió képez. Eloszlásfüggvények a mélynyugalmi fázis optimális hőmérsékletének gyakoriságára, Győr 1

BASE

0.8

GF2534

0.6

GF5564

0.4

UKHI UKLO

0.2

UKTR

0 0

5

10

15

20

napok száma

2. ábra. A szcenáriók hőmérséklet adataira ábrázolt eloszlásfüggvények az alma mélynyugalmi időszakában

3.3. Extrém káros hőmérsékletek Először az extrém alacsony káros hőmérsékleti értékek gyakoriságát figyeltük meg, különböző fejlődési szakaszokban. A rügyfakadástól a virágzásig terjedő időszakban ez az érték a -4°C alatti napi

299


minimumhőmérsékletet jelenti. A virágok számára a -2°C alatti napi minimum hőmérséklet lehet veszélyes. Az 1973-1992-ben Soltész (1992) által megfigyelt virágzási időszakok alapján az április 15. és május 15. közé eső időszakra végeztünk összehasonlításokat. A gyümölcsérés időszaka Magyarországon körülbelül június 20. és november 10. közé tehető. Ebben az időszakban kritikus lehet a növény, illetve termése számára a -1°C alatti hőmérséklet, ezért vizsgáltuk ennek az előfordulási valószínűségét. Bár ebben a fejlődési szakaszban a legjellemzőbbek az alma számára a kritikusan alacsony értékek, az előfordulási gyakorisága nem jelentős, sőt az idő előre haladtával várhatóan egyre kevésbé lesz jellemző mindkét vizsgált helyszínen. A átlagos előfordulási gyakoriság, a szórása és variációs koefficiense (CV) alapján a klímaváltozási szcenáriók által előre jelzett adatokra az éghajlatváltozás forgatókönyvek meteorológiai adatai alapján várhatóan nem jelentenek kockázati tényezőt az extrém alacsony hőmérséklet értékek. A fejlődés számára kritikusan magas hőmérséklet a 35°C feletti hőmérséklet. A továbbiakban az ilyen magas hőmérsékletű napokra vonatkozóan végeztünk az éghajlatváltozási forgatókönyvekre összehasonlító vizsgálatot. Az átlagos előfordulási gyakoriság, szórása és variációs koefficiense (CV) alapján mindkét vizsgálati helyen azt tapasztaltuk, hogy az extrém magas hőmérséklet kockázati tényezőt jelenthet a jövőben, hiszen előfordulási gyakorisága megnő minden szcenárió Debrecenre (2. táblázat) és Győrre leskálázott adatai alapján is. 2. táblázat. A 35°C feletti hőmérsékletű napok átlagos előfordulási gyakorisága, szórása és variációs koefficiense (CV) a Debrecenre vonatkozó klímaváltozási szcenáriók adatai alapján

BASE GF2534 GF5564

UKHI

UKLO UKTR

szórás

0.77

1.83

2.62

5.77

9.98

2.67

átlag

0.42

1.10

1.87

19.03

26.19

2.13

CV

1.83

1.67

1.40

0.30

0.38

1.25

4. Következtetés Munkánk és eredményeink során újabb kérdések fogalmazódnak meg, amik újabb válaszokra várnak. További célként lehet kitűzni az alma terméskockázatának vizsgálatát és folytatni a lehetséges okainak keresését. Cél lehet még az alma termesztésének modellezése is, mely elősegítheti a termésmennyiség, fenológiai fejlődés, költségtakarékos és minél gazdaságosabb termesztés további lehetőségeinek feltárása. Ilyen elemzések is segíthetik a gondos felkészülést és alkalmazkodási stratégiák kidolgozását. A regionális klímamodellek megismerésével, ezekkel a módszerekkel is pontosabb becslések végezhetők. Várható, hogy új növényi kórokozók és kártevők illetve gyomok jelennek meg hazánkban is, melyek agresszívebbek lesznek és a tömeges elterjedésük sem kizárható. Indikátorelemzéssel viszont tervezhető lehet a biológiai védekezés is, mely igen fontos teendő a növényvédelmi munkák előkészítése, tervezése és végzése során.

Köszönetnyilvánítás Munkánk a Budapesti Corvinus Egyetem Kutatási Kiválósági és Kutató Asszisztens ösztöndíjak, valamint a TÁMOP 4.2.1.B-09/1/KMR-2010-0005 számú kutatási program támogatásával készült.

Hivatkozások Bergant, K., Crepinsek, z., Kajfez-Bogataj, L. 2001. Flowering prediction of pear tree (Pyrus communis L.), apple tree (Malus domestica Borkh) and plum tree (Prunus domestica L.) – similarities and differences. Zbornik Biotehniske Fakultete Univerze v Ljubljani Kmetijstvo. 77(1): 3-10 oldal.

300

Agricultural Informatics 2010. * 8-9. September, 2010 Debrecen, Hungary Summer University and Conference on Information Technology in Agriculture and Rural Development Caprio, J.M., Quamme, H.A. 1999. Weather conditions associated with apple production in the Okanagan Valley of British Columbia. Canadian Journal of Plant Science. 79 (1): 129-137.oldal Diós N., Ferenczy A., Hufnagel L., Szenteleki K.2008. Klímaszcenáriók összehasonlító értékelése kukorica ökoszisztéma szempontjából klimatikus profil-indikátorokkal, VIII. Magyar Biometriai és Biomatematikai Konferencia, Budapest Lakatos L. 2004. Több szintű mezoklíma vizsgálatok alma ültetvényekben. Földtudományi Tanulmányok, Debrecen, Tiszteletkötet Justyék János 75. születésnapjára. 95-104. Nyéki J.1980. Gyümölcsfajták virágzásbiológiája és termékenyülése. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Poldervaart, G. 2004. Climatical change affects cultivar choice. Fruitteelt Den Haag. 94 (14): 16. oldal. Radics, L 2001. Ökológiai gazdálkodás, Általános kérdések, Növénytermesztés, Állattenyésztés, Szaktudás Kiadó ház Rt., p. 326. Soltész M. 1992. Virágzásfenológiai adatok és összefüggések hasznosítása az almaültetvények fajtatársításában. Doktori értekezés. MTA, Budapest. Szenteleki K. 2007. A környezet- kockázat- társadalom (KLIMAKKT) klímakutatás adatbázis-kezelő rendszerei. Klíma-21 Füzetek. 51. sz. 89-115. Tóth M. 1982. Új almafajták termesztési-, áruértéke és adaptációs lehetőségei. Kandidátusi értekezés és tézisek, Budapest. 161+22 Tóth M. 1998. Fajtahasználat a gyümölcstermesztésben, in Nyiri L. (szerk.): Az aszálykárok mérséklése a kertészetben, Mezőgazda Kiadó, Budapest, sz.. 45–60.

301


Környezeti feltételek vizsgálata alapján a biológiai védekezés hatékonyabbá tehető Búza Katalin 1, Erdélyi Éva 2 Abstract. Food safety and environmental protection are in focus also in green pepper production nowadays. In this thinking integrated plant protection is having great importance. Biological methods are spreading and getting closer to many farmers. In this research our aim was to learn the effectiveness of these methods and find the way to more effective strategies in Hungarian production conditions. This work is mainly focusing on the climatic adaptation of predators of thrips (Amblyseius cucumeris, Orius laevigatus). We have investigated if there is a different between to species, Hó and Keceli in biocontrol. Our experiment was two year long and located in a plastic tunnel in Ráckeve, where we have measured the temperature and humidity condition regularly. We have collected data every two weeks, 50-50 flowers from each species. We have evaluated our data using statistical methods. Keywords: biological plant protection, environmental condition, green pepper, pest.

Összefoglaló. Magyarországon az élelmiszerbiztonsági- és környezetvédelmi törekvések előtérbe kerülésével, a paprika hajtatásban is egyre nagyobb jelentőséggel bír az integrált növényvédelem. A biológiai módszerek terjedésével a termesztők számára mind inkább elérhetővé válik a kártevők elleni biológiai védekezés. Vizsgálatunk fő célja a biológiai védekezés hatékonyságának megismerése a magyarországi termesztési körülmények között. Vizsgálatunkat elsősorban a tripszek elleni predátorok (Amblyseius cucumeris, Orius laevigatus) klimatikus viszonyokhoz való alkalmazkodása szempontjából végeztük, két fajta esetében. Elemeztük, hogy a Hó és Keceli paprika fajták között a természetes ellenségek szempontjából van-e fajtapreferencia. A megfigyelések helyszíne Ráckevén egy magángazdaság fóliasátrában volt. A termesztő házban a hőmérsékletet és páratartalmat folyamatosan mértük. Két éven keresztül kétheti rendszerességgel gyűjtöttünk mintákat a paprika virágokból, fajtánként 50-50 darabot, minden egyes mintavételezés alkalmával. A virágmintákat laboratóriumban megvizsgáltuk és a virágokban talált kártevőket és hasznos szervezeteket preparáltuk, majd meghatároztuk. Statisztikai értékelést végeztünk ezek eloszlására és a paprika fajták közötti preferenciájukra. Kulcsszavak: biológiai növényvédelem, kártevő, környezeti feltételek, paprika

1. Bevezetés Magyarországon a környezetvédelmi és élelmiszerbiztonsági törekvések erősödésével egyre inkább az integrált, és ezen belül is a biológiai növényvédelmi módszereknek kell előtérbe kerülniük, amihez szükség van az egyes kártevők ellen alkalmazott természetes ellenségek életmódjának és hatékonyságának alapos ismeretére. A nyugati virágtripsz (Frankliniella occidentalis PERGANDE) hazánkba történt behurcolását követően a hajtatott paprika legjelentősebb kártevőjévé vált. A tripszek elleni biológiai növényvédelemben leggyakrabban az Amblyseius cucumeris ragadozó atka, valamint az Orius laevigatus virágpoloska együttes alkalmazását javasolják. megvizsgáltam, hogy az állományklíma mennyiben befolyásolja a predátorok szaporodását és populációváltozását. Illetve választ kerestem arra, hogy a fajtáknak milyen szerepe van a fitofág és zoofág populációk változásában.

2. Biológiai növényvédelem a kártevők ellen hajtatott paprikában A sikeres paprikahajtatás egyik meghatározó feltétele a tripszek elleni eredményes védekezés. A tripszek elleni biológiai növényvédelemben leggyakrabban az Amblyseius cucumeris ragadozó atka, 1

Búza Katalin Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar 2 Erdélyi Éva Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar

302


valamint az Orius laevigatus virágpoloska együttes kijuttatását javasolják, melyek a hazai piacon is megvásárolható természetes ellenségek. Megfelelő számú Orius ragadozó poloska és Amblyseius ragadozó atka a nyugati virágtripsz (Frankliniella occidentalis) és a dohánytripsz (Thrips tabaci) populációkat kellő hatékonysággal képes szabályozni, káros mérvű elszaporodásukat megakadályozni. Amennyiben a klimatikus viszonyok kedvezőek számukra, valamint a zsákmányállataik, ha csak kis mértékben is, de rendelkezésükre állnak, akár a hajtatás teljes időtartama alatt képesek feladatukat ellátni (JENSER 2003). 2.1. Az Amblyseius cucumeris (syn. Neoseiulus cucumeris) környezeti igényei A ragadozó atkák akkor nyújtanak hatékony védelmet a fitofág tripsz fajokkal szemben, ha a szaporodásukhoz szükséges megfelelő környezeti feltételeket biztosítjuk. A tojások kikeléséhez, magas (90-100%) páratartalom szükséges (RIPKA 2009). Az Amblyseius cucumeris ragadozó atka populációra rendkívül kedvezőtlenül hat a 60 % alatti relatív páratartalom, ugyanis ekkor szinte az összes pete kiszárad. Amennyiben a relatív páratartalom 70 % fölötti a peték több mint 90 %-a kikel (ROD et al. 2005). A páratartalom mellett a hőmérsékletnek is fontos szerepe van az Amblyseius cucumeris ragadozó atka fejlődésében. A szükséges minimális hőmérséklet 8 °C, a maximális hőmérséklet pedig 30 °C. 20 °Con a fejlődés 11 napig, 30 °C-on csupán hat napig tart (ROD et al. 2005). 2.2. Az Orius laevigatus bemutatása Az Orius laevigatus virágpoloska egyedfejlődését elsősorban a hőmérséklet határozza meg. COCUZZA és munkatársainak (1997a) laboratóriumi vizsgálatai során kiderült, hogy az Orius laevigatus optimális termékenysége, fejlődése 25°C-on van. 35°C-on az Orius laevigatus közel kerül a reprodukciós küszöbértékéhez, 15°C-on is ezt tapasztalták, amikor a populáció növekedésének aránya elérte a minimumot. Az Orius laevigatus egyedfejlődésének alsó hőmérsékleti küszöbértéke 10,6 °C ALUZET és munkatársai 1994-ben megjelent vizsgálata alapján. 15°C-on fejlődésük 7-8 hetet vesz igénybe. Amikor a hőmérsékletet 15°C-ról 30°C-ra emelték a ragadozó poloska kifejlődése négyszer olyan gyorsnak bizonyult. A kísérlet során megállapították továbbá, hogy az Orius laevigatus 20 és 30 °C között fejlődik a leggyorsabban, és az optimális hőmérséklet a fejlődéséhez 26°C. 2.3. Hajtatott paprika állományban leggyakrabban előforduló tripszfajok Hazánkban elsősorban a nyugati virágtripsz (Frankliniella occidentalis) károsít a növényházakban. A másik két leggyakrabban előforduló faj a Thrips tabaci és a Frankliniella intonsa (VASZINÉ et al. 2006).

3. Anyag és módszer 3.1. A vizsgálat körülményeinek bemutatása A paprika hajtatását kőzetgyapoton, hosszú kultúrában végezték. A termesztett fajták a kúpalakú, fehér húsú Hó F1, valamint a zöld színű, hegyes-erős típusú Keceli F1 voltak. A termesztő házban a hőmérséklet és a páratartalom alakulását digitális mérőműszer rögzítette mindkét évben. A 2008-ban vizsgált Az első virágok megjelenésekor kijuttatásra kerültek a bioágensek Amblyseius cucumeris ragadozó atkát tartalmaztakEzzel egy menetben az Orius laevigatus ragadozó poloska is kijuttatásra kerültA felszaporodó levéltetvek ellen 2008. május 22-én egy speciális levéltetű irtóval védekeztekEbben az évben tripszek ellen csupán egy peszticides kezelést alkalmaztak 2008. június 10- A 2009-ben vizsgált növényállomány. Az Amblyseius cucumeris ragadozó atkák betelepítése 2009. április 4-én, Orius laevigatus ragadozó poloskát telepítettek be, majd ragadozó poloskát juttattak ki a növényállományba. Ebben az évben Két növényvédő szeres kezelést végezteklevéltetvek ellentripszek ellen. Minden alkalommal, mindkét fajtánál 50-50 véletlenszerűen kiválasztott virág leszedésével végeztem.

303


3.2. A kísérlet kiértékelése során alkalmazott statisztikai módszerek A ragadozó atkák, ragadozó poloskák, és tripszek gyűjtése során minden alkalommal, mindkét fajtánál 50-50 véletlenszerűen kiválasztott virág leszedésével végeztem. Az eredmények statisztikai kiértékelésére a ROPstat programcsomagot használtam. 95%-os szignifikancia szinten végeztem. Korrelációanalízissel két változó együttjárását, illetve az együttjárás szorosságát vizsgálhatjuk, regresszióanalízissel pedig az együttjárás milyenségét, azaz függvényszerű kapcsolatot vizsgálhatunk. Elemzéseim során lineáris- és másodfokú függvény illesztését végeztem, az MS Excel program segítségével. Ezek a függvények illeszkedtek legjobban az egyedsűrűség hőmérséklettel és páratartalommal megfigyelt együttjárásának leírására.

4. Eredmények 4.1. Az Amblyseius cucumeris egyedszámának alakulása Az Amblyseius cucumeris ragadozó atka egyedszámának változását, valamint a növényházban lévő relatív páratartalom változását és ezek közötti összefüggéseket vizsgáltuk. Az egyedszámok közötti eltéréseket statisztikai elemzés után betűkódokkal jelöltem. Ha a relatív páratartalom tartósan 64% alatt van, az atkák egyedszáma is csökken. A betelepítés idején még kevésbé volt kedvezőtlen a páratartalom alakulása, később hosszabb ideig voltak kedvezőtlenek a körülmények. Az atkák egyedszáma a vizsgált időszakban exponenciálisan csökkent, az R2 =0,9299 a két tényező szoros együttjárásának a jele a Hó fajta esetében 2008-ban, a keceli fajta eredményét az 1. ábrán mutatjuk be. Az A. cucumeris egyedsűrűségének és a levegő relatív páratartalmának változása paprika állományban (Ráckeve, 2008, Keceli) RH<64 (óra/nap)kumátlag 16 14

A.cucumeris (db/virág)

Expon. (A.cucumeris (db/virág))

12 y = 7,9332e-0,0211x R2 = 0,8421

A

10

12

db/virág

8 6

B

6

B

B

4 2

CD

B

óra

8

10

4

C

CD

D

D

D

0 03.12 03.22 04.01 04.11 04.21 05.01 05.11 05.21 05.31 06.10 06.20 06.30 07.10 07.20 07.30 08.09

D

2 0

1. ábra. Az Amblyseius cucumeris egyedszámának alakulása 2008-ban a Keceli fajtán (kék oszlopok: a kedvezőtlen 64% alatti relatív páratartalmú órák száma naponta; piros pontok: az Amblyseius cucumeris ragadozó atka egyedszáma a mintavételezési időpontokban; betű kódok: az egyedszámok közötti azonosságot, ill. eltérést mutatja; zöld nyíl: növényvédő szeres kezelés tripszek ellen)

304


A növényházban a környezeti tényezők mindenben megegyeztek. A mintavételezések során az egyedszámok közötti szignifikáns különbségeket a Games-Howel féle páronkénti összehasonlítás eredményeként a különböző betűk jelzik (1. ábra). 2009-ben a Hó fajtán végzett vizsgálatok szintén alátámasztják a szakirodalmi feljegyzéseket, miszerint: ha a relatív páratartalom tartósan 64% alatt van, akkor a ragadozó atkák lassabban fejlődnek és kevésbé szaporodnak. Az atkák száma exponenciális csökkenést mutatott, R2=0,8395. 2009-ben a Keceli paprikafajtán is exponenciális csökkenést figyelhettünk meg a ragadozó atkák egyedszámában, R2= 0,7928. A statisztikai vizsgálatok alátámasztották, hogy 2009-ben az A. cucumerisek száma függött a fajtától is, a Keceli fajtán átlagosan 50,21 %-al több atkát találtunk. 4.2. Az Orius laevigatus egyedszámának változása Az üvegházban mért hőmérsékleti értékek alapján megállapítottuk, hogy az Orius laevigatus számára kedvezőtlen hőmérsékleti körülmények hány órán át álltak fenn naponta. Az egyedszám növekedés másodfokú görbét követett, R2=0,9198-as korrelációs együtthatóval a Hó fajta esetében (2. ábra). A páronkénti összehasonlítás szignifikáns különbséget mutatott a mintavételezés időpontjai között az egyedszámok tekintetében, amit az ábrán a különböző betűk jelölnek. Az Orius fajok egyedsűrűsége és a hőmérséklet változása paprika állományban (Ráckeve, 2008, Hó) T<15°C

Orius spp. (db/virág)

Polinom. (Orius spp. (db/virág)) 10

2 2

y = 7E-05x - 0,0057x + 0,0717 2 R = 0,9198

8 7 6

1

C

5

óra

db/virág

1,5

9

4 0,5

A

A A

A

A

A

A

A

AB

B

BC

0

3 2 1 0

03.12 03.22 04.01 04.11 04.21 05.01 05.11 05.21 05.31 06.10 06.20 06.30 07.10 07.20 07.30 08.09

2. ábra. Az Orius laevigatus egyedszámának alakulása a Hó fajtán 2008-ban (piros oszlopok: a kedvezőtlen 15°C alatti hőmérsékletű órák száma naponta; kék pontok: a ragadozó poloskák egyedszáma a mintavételezési időpontokban; betű kódok: az egyedszámok közötti azonosságot, ill. eltérést mutatja; lila nyíl: tripszek elleni növényvédő szeres kezelés időpontja)

A Keceli fajtán 2008-ban az Orius fajok 95 %-os szignifikancia szinten azonos számban fordultak elő a mintavételezési időpontokban. Mivel az egyedszám az év folyamán végig alacsony volt, így elmondható, hogy a betelepítés ezen a fajtán sikertelennek bizonyult. 2008-ban tehát a Hó fajtán szignifikánsan növekedett az egyedszám, míg a Kecelin ezt nem tapasztaltuk. Így valószínűsíthető, hogy a Hó fajtát preferálja az Orius populáció. A 2009-es évben az Orius laevigatus ragadozó poloska betelepítésére

305


később került sor, mint a mintavételezés megkezdésére. A virágokban ezért az első időpontban nem találtunk Orius laevigatus ragadozó poloskát. A kintről betelepedő Orius fajok ekkor még nem jelentek meg a növényház területén. Ebben az évben történt egy második betelepítés is, de ekkor sem szaporodtak el az Orius fajok a növényházban, tehát a betelepítés sikertelennek bizonyult. 2009-ben mindkét fajtáról elmondható, hogy a ragadozó poloska populáció 95%-os szignifikancia szinten azonosnak tekinthető. Ebben az évben tehát nem találtunk összefüggést a hőmérséklet változása és a ragadozó poloskák egyedszámának változása között. Sőt a növényházba kívülről sem telepedtek be a honos Orius fajok. 4.3. A fitofág tripszek előfordulási gyakorisága a paprika fajtákon 2008-ban a fitofág tripszek (Frankliniella sp., Thrips sp.) egyedszáma a vizsgálati időszakban egy alkalommal sem haladta meg a gazdasági kártételi küszöbértéket. Az első öt mintavételezési időpontban az ültetvényben nem találtunk fitofág tripszet a Hó fajtán (3. ábra). Május elején (6-ik időpont) jelentek meg a tripszek az ültetvény területén. Populációjuk szignifikáns növekedését a 8-ik mintavételezési időpontban észleltük. Games-Howel féle páronkénti összehasonlítást végeztünk az egyedszámok közötti szignifikáns azonosságok, illetve különbségek feltárására. Ezt a 3. ábrán a betűkódok jelzik. Amikor a populáció elérte a 0,5 db egyed/virág értéket, a biológiai védekezési módszereket növényvédő szeres kezeléssel egészítették ki, amit az ábrán a lila nyíl jelez. Ennek hatására jól látható, hogy szignifikánsan lecsökkent a kártevő populáció. A fitofág tripszek egyedszáma, 2009, Keceli

egydszám

1,5 1 BC

0,5 0

A

A

A

A

1

2

3

4

5

C

6

AB

A

7

8

időpont

3. ábra. A fitofág tripszek eloszlása 2009-ben a Keceli paprika fajtán

2009-ben a Hó fajtán is hasonlóan alakult a fitofág tripszek egyedszámának alakulás. Ezzel szemben a 2008-as évben egyik fajtán sem volt kimutatható szignifikáns egyedszám változás a megfigyelt időszakban.

5. Következtetés A növényházban a ragadozó szervezetek korai betelepítésével és kiegészítő növényvédelmi kezelésekkel sikerült féken tartani a tripszek tömeges elszaporodását. A klimatikus viszonyok javításával még sikeresebbé lehetne tenni a biológiai védekezést. A jövőben tervezik párásító készülék beszerelését, mellyel a termesztés és a biológiai növényvédelem is könnyebbé válik. A ragadozó atka (Amblyseius cucumeris) populáció mindkét évben a hajtatási periódus feléig biztosított védelmet a fitofág tripsz fajokkal szemben. Kísérletünk során együttjárást tapasztaltunk a páratartalom és az atkák populációjának változása között. A növényházban sajnos a páratartalom szabályozása nem volt megoldható, így a vegetációs ciklusban tartósan alacsonynak bizonyult a ragadozó atkák számára. Az Amblyseius cucumeris szaporodásához, egyedfejlődéséhez ideális páratartalom 64% fölötti, mely a növényházban sokszor

306


elmaradt ettől az értéktől. A relatív páratartalom a vegetációs ciklus második felében kedvezőbbnek bizonyult e ragadozó szervezetek számára, ám ekkor már számuk nem kezdett el ismételten növekedni. A Keceli fajtán a ragadozó atka populációban preferenciát fedeztünk fel, ám csak a 2009-es évben tapasztaltunk szignifikáns eltérést. Megfigyeléseket végeztünk továbbá a ragadozó poloska (Orius laevigatus) környezeti igényeit illetően is. A ragadozó poloska szaporodásához, és egyedfejlődéséhez 15°C feletti hőmérséklet szükséges. A termesztőházban mért hőmérsékleti adatokat összevetettük a ragadozó poloskák egyedszámának változásával. Szoros összefüggést mégsem tudtunk megállapítani, hisz a ragadozó poloskák még a számukra kedvező környezeti viszonyok idején sem szaporodtak el nagymértékben. A vizsgált két évben az Orius laevigatus egyedszámát az is befolyásolhatta, hogy a növényházba hangyák települtek be. A jövőben ennek alapos vizsgálatára is szükség lehet a tripszek elleni eredményes védekezéshez. A ragadozó poloskánál sajnos az igen kis mintaelemszám miatt nem sikerült vizsgálnunk a paprika fajták közötti különbségeket. A tripszek elleni védelemben a vizsgált években csupán egy-egy növényvédő szeres beavatkozásra volt szükség a biológiai védekezés mellett. Ezeket a hasznos szervezetek megóvása érdekében szelektív növényvédő szerrel végezték. A termesztőházban a két vizsgálati évben a fitofág tripszek (Thrips tabaci, Frankliniella intonsa) elleni integrált védekezési módok mégis eredményesnek mondhatók, hisz a tripszek egyedszáma egyszer sem érte el a kártételi küszöböt.


Hivatkozások Alauzet C., Dargagnon D. and Malausa J. C. 1994. Bionomics of Polyphagus predator: Orius laevigatus (Het.: Anthocoridae). Enthomophaga 39 (1), 33-40. Cocuzza G. E., Clercq P.D., Lizzio S., Veire M., Tirry L., Degheele D. and Vacante V. 1997. Life tables and predation activity of Orius laevigatus and O. albidipennis at three constant temperatures. Entomologia Experimentalis et Applicata 85: 189–19. Jenser G. 2003. Integrált növényvédelem a kártevők ellen. Mezőgazda Kiadó, Budapest: 7-16. Ripka G. 2009. Növényvédelmi akarológia-kártevő és hasznos atkák Agroinform Kiadó Budapest, 59-92. Rod J., Hluchý M., Zavadil K., Prášil J., Somsich I., Zacharda M. 2005. A zöldségfélék betegségei és kártevői. Biocont Laboratory Kft., Brno 349-380. Vasziné K. C., Kiss F-né., Lucza Z. 2006. Frankliniella occidentalis Pergande és Thrips palmi Karny elterjedésének felderítése, összekapcsolva a tospovirusok elterjedésének felülvizsgálatával Magyarországon (2002-2004). Növényvédelem 42. (7). 365-368.

307


A fenntartható szántóföldi növénytermesztés megalapozása – a modellezés, egy mezőgazdasági üzem tervezési eszközei között lehet Olasz Zsófia 1, Erdélyi Éva 2, Boksai Daniella 3 Abstract. Can theory support practice or not? Thinking of changing climate with more frequent extreme weather events, we face questions of uncertainty and planning. Researches on impacts and adaptation possibilities have to support the decision makers in policy, as well as in agriculture, with information and plans. At the same time practice could help researchers with its experience. Applying crop models we can do many virtual experiments on very low cost and in very short time. A model can be used to prepare agro-technological advisory systems for farmers including fertilization, irrigation, sowing date patterns, etc. In our case studies we used the 4M crop model for winter wheat, with climate scenarios downscaled to Debrecen, based on the comparison using meteorological data of the past. The application of climate and crop models may be the basis of action plans of the response, prevention and adaptation strategies, in damage prevention. Keywords: adaptation strategy, agriculture, climate change, crop model, planning.

Összefoglaló. Az átmenet az elméleti gondolkodástól a gyakorlati megvalósításig nem egyszerű folyamat. Vizsgálataink során erre kerestük a egy valóban működő vállalkozás, az Agrárgazdaság Kft esetében. A tervezési folyamatot segítő döntéstámogató rendszerek közül a modellezéssel foglalkozunk részletesebben. Ennek oka, hogy napjaink egyik vezető problémáját az éghajlatváltozást, és annak hatását is szimulálja, amely egy olyan érzékeny területen, mint a mezőgazdaság, döntő fontosságú lehet a hosszú távú tervezés során. Másrészt mert a 4M szimulációs modell egyszerű kezelhetőségével és költségkímélő tulajdonságával akár a vizsgált vállalkozás számára is fontos előrejelzésekkel szolgálhat, legyen szó akár a hosszú távú vetésszerkezet tervezésről, vagy az Agrárgazdaság Kft növénynemesítési céljainak meghatározásáról (pl.: aszály-tűrő, korai fajták). A növények valószínűsíthető reakciója a várható változásokra, a terméshozamok jövőbeni alakulásának becslése, fejlődési folyamatuk elemzése fontos cél a kutatás folyamatában, ami alkalmazkodó stratégiák kidolgozását segítheti elő a gazdálkodók és a döntéshozók számára egyaránt. Példaként esettanulmányokat mutatunk be őszi búzára és kukoricára. Kulcsszavak: alkalmazkodási stratégia, éghajlatváltozás, mezőgazdaság, növénynövekedési modell, tervezés

"Semmi sem olyan gyakorlati, mint egy jó elmélet." (L.E.Boltzmann)

1. Bevezetés Tanulmányunkban arra keressük a választ, hogy hasznosítható-e és ha igen, mennyire az elméleti tudás a gyakorlati életben, azaz a „Világban”. Az átmenet az elméleti gondolkodástól a gyakorlati megvalósításig nem is olyan egyszerű, mint ahogyan azt először gondolnánk. Tapasztalataink szerint a gyakorlati szakemberek többsége az „elmélet ellenessége”. Nem létezik döntéshozási folyamat a gyakorlatban? Vagy létezik, csak eltér a klasszikustól? Esetleg csak nem nevezik nevén a folyamatot, mivel a döntéseket tapasztalati úton hozzák, nem társítanak hozzájuk ideológiát? A kérdésekre választ keresve szeretnék néhány meggyőző esettanulmányt bemutatni, egy konkrét üzem, az Agrárgazdaság Kft. lehetséges tervezési elemeként. A tervezési folyamatot segítő döntéstámogató rendszerek közül a 1

Olasz Zsófia Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar 2 Erdélyi Éva Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar 3 Boksai Daniella Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar

308


modellezéssel foglalkozunk részletesebben. Munkánk áttekintésének segítésére készült egy gondolati térkép (1. ábra), melyen a „modern vezetés” és az Agrárgazdaság Kft. közötti nyíl jelenti az elmélet és a mai magyar mezőgazdasági valóság közötti ellentétet, míg a szaggatott nyíl az alkalmazott elméleti módszerek meglétét. I./1. Szervezés elmélet

I./4. Döntéstámogató rendszerek (modellezés)

II./1. Cég bemutatása

II./2. Milyen a menedzsmentjük

I./2. Menedzsment I./3. Motiváció

II./3. Ennek okai

I. Stratégiai menedzsment „modern vezetés"

II. Agrárgazdaság Kft.

1. ábra. Mindmap

Az Agrárgazdaság Kft hatalmas területeken termeszt őszi búzát, kukoricát az Alföldön, Debrecen (Látókép), és Bödönhát körzetében, ezeken a területeken fontos kérdés lett az utóbbi években az aszály elleni védekezés. Ezért igen hasznos lehetne a jövőbeli éghajlat, és annak függvényében a termésmennyiség alakulásának szimulációs modellezése. Különösen abból a szempontból lenne érdekes szimulációs kísérleteket végezni, hogy segítse a hosszabb távú tervezést (például: Milyen fajtákat vessenek? Esetleg őszi búza helyett érdemes lenne a jövőben áttérni más kultúrákra? Mely időszakok lehetnek problémásak/kedvezőek a búza fejlődésének szempontjából?).

2. Anyag és módszer 2.1. A kísérletek helyszínének bemutatása Az Agrárgazdaság Kft. fő tevékenysége a klasszikus értelemben vett mezőgazdaság. A növénytermelés meghatározó a vállalat gazdálkodásában, hiszen több, mint 6.000 hektár termőterület művelését, hasznosítását végzi. A növénytermesztés hozamait erősen befolyásolják az időjárási viszonyok és a termőhelyi adottságok. A 2008. év időjárása például kedvező volt szinte minden növénykultúra számára. Az őszi búzánál az 5 tonna/hektár fölötti hozam jónak mondható, azonban a júliusi 16 napon át hullott csapadék a betakarított termés minőségi romlását eredményezte. Őszi búza vetőmagot is állítottak elő, és a feldolgozást követően nagy részét értékesítették. 624 hektáron termeltek hibridkukoricát, melyből 90 % szerződéssel lekötött céltermesztés volt, így a megtermelt vetőmagnak biztos piaca van. Ezen kívül meg kell említeni, hogy a növénytermesztési ágazatban jelentős feladat a nagy létszámú állatállomány takarmányszükségletének fedezésére szolgáló abrak- és tömegtakarmány előállítása is. Az Agrárgazdaság

309


Kft-nél a fajtakiválasztás több évi üzemi kísérlet alapján történik. A saját talajadottságoknak leginkább megfelelő fajtát választják, figyelembe véve azt a fontos szempontot, hogy a búza tájspecifikus faj. 2.2. Modellezés, a 4M modell A modellek és modellezés fontos szerepet játszanak a tudományos megismerés folyamatában (Huzsvai et al., 1995), segítségükkel választ kaphatunk kérdéseinkre, drága, időigényes kísérletek nélkül. Természetesen a szimulációs vizsgálatok nem helyettesítik, csak kiegészítik a szántóföldi kísérleteket. A kísérletek elengedhetetlenek a modellek beállításához, teszteléséhez, a folyamatok leírásának pontosításához. A tudományos megismerés folyamatában a modellek eszközként, a modellezés, mint módszertan játszik fontos szerepet. A szimulációs kísérletek eredményei jól használhatók a klímaváltozás lehetséges hatásainak feltérképezésében, segíthetik a várható hatásokra való felkészülést, az alkalmazkodási stratégiák és kárcsökkentő akciótervek kidolgozását (Erdélyi, 2008). A szimulációs kísérletben a hazai viszonyokra fejlesztett a Magyar Mezőgazdasági Modellezők Műhelye által kidolgozott 4M (Fodor et al., 2002) szimulációs modellrendszer 3.1.-es verzióját használtuk. A modellrendszer a talaj – növény - időjárás kapcsolatát írja le napi léptékekben kalkulálva. A 4M magyarországi talajokra, időjárásra és hazai fajokra, fajtákra számos adatot és paraméterbecslő eljárást ajánl fel, így eredményesen felhasználható a hazai kutatások során. Nagy előnye, hogy ingyenes és könnyen hozzáférhető. Célja, hogy olyan eszközt adjon a mezőgazdasági szakemberek kezébe, amely működő szimulációs modellbe foglalja a növénytermesztés folyamatait, azok ökológiai és technológiai feltételrendszerét. A modell az eddig elért természettudományi és agrártudományi eredmények széles skáláját használja fel, ezzel segítve a döntés előkészítést. A fenológiai fázisok rövidülését irodalmi adatok mutatják az adott helyszínen is (Erdélyi, 2008), a hőmérséklet emelkedés hatására az őszi búza fenológiai fázisai lerövidülnek, tehát a fázisok kezdeti időpontjai várhatóan előbbre tolódnak. A terméshozam elemzésére is alkalmaztuk a szimulációs módszert. Megfigyelhető továbbá a növény növekedése során bekövetkező vízhiány stressz (2. ábra) és sok egyéb, más paraméter is. 2.3. A felhasznált időjárási adatsorok Az éghajlat várható jövőbeli alakulása éghajlatváltozási forgatókönyvek, illetve szcenáriócsaládok és klímamodellek (szcenáriók) segítségével adható meg. Munkánk során az A2 forgatókönyvre támaszkodunk, amely a folyamatosan növekvő népesség mellett divergens regionális gazdasági fejlődést feltételezve lassú és területileg nem egyenletes technológiai fejlődéssel írják le a jövőt, figyelembe véve a helyi viszonyokat. Esettanulmányunkban, a bizonytalanság csökkentésének érdekében öt éghajlatváltozási forgatókönyvet: UKTR a század közepét jellemzi, a GFDL2534 az 1925-34-es éveket, a GFDL5564 az 1955-64-es éveket, az UKHI és UKLO a század végét (Diós et al, 2008), az Egyesült Királyság Intézetének és az USA Laboratóriumának klímamodelljei alapján, mindegyik Debrecen régióra leskálázva. Az összehasonlításokhoz azok bázisidőszakát (BASE) használtuk, az általuk becsült jövőbeni klimatikus helyzetet továbbá a historikus adatokkal vetettük össze (DEB6190). Néhány év kivételével minden vizsgált klímaszcenárió hőmérsékletnövekedést prognosztizál, az éves csapadékösszegek alakulása az elmúlt időszakban lassú csökkenést mutat. A klímaszcenáriók alapján azt mondhatjuk, hogy az áprilisi csapadékösszeg (az egyensúlyi szcenáriók kivételével) várhatóan nem különbözik lényegesen a bázisidőszakétól, a májusi is csak kis mértékben. Megállapítható tehát, hogy várhatóan a csapadéknak nem a mennyisége, hanem nagyfokú ingadozása és kiszámíthatatlansága okoz majd gondot.

310


3. Modellezési esettanulmányok Az esettanulmányokat Debrecenre leskálázott klímaváltozási szcenáriók és bázisidőszakuk historikus adatainak összehasonlításával végeztük. A vizsgált minőségi paraméterek alapján elmondhatjuk, hogy a klímaváltozás az őszi búzára kedvezően hat. Modellezési esettanulmányok alátámasztották, hogy a hőmérséklet-növekedés következtében az őszi búza fenológiai fázisai várhatóan előbbre tolódnak, különösen a fejlődés korai szakaszában. Ennek következtében az érés időpontja tízévente átlagosan egy nappal korábbra várható (Erdélyi et al, 2007). Hasonló várható kukorica esetében is (1. ábra) (Boksai, 2008). GFDL5564

8 7 6 5 4 3 2 1 0

Fenofázis

Fenofázis

Base

1

21

41

61

81

101

121

141

8 7 6 5 4 3 2 1 0 1

161

21

41

61

81

101

121

141

161

Napsorszám

Napsorszám

1. ábra. A kukorica fejlődési szakaszainak alakulása a 4M modell alapján; a múltbeli (Base) és a GFDL5564 klímaszcenáriókra vonatkozó meteorológiai paraméterek hatásának összehasonlítása

A modell használatával kapcsolatban sokan szkeptikusak és az eredményeket fenntartással fogadják. Annak érdekében, hogy megbízhatóságáról megbizonyosodjunk, összevetettük a múltra becsült értékeket a mért valós adatokkal. Nem tapasztaltunk jelentős eltérést. Kíváncsiságból ellenőriztük azt is, hogy a köztudottan száraz, az elmúlt tíz évben legaszályosabb 2003-as évben jelzi-e a növény fejlődése során fokozottan jelentkező vízhiánystresszt. Megnéztük tehát a 2000-2003 időszakra vonatkozó szimulációkat.

2. ábra. Őszi búza növekedésére ható vízhiánystressz (2000-2003)

311


Ahogy ez a 2. ábrán is jól látszik, az azt megelőző időszakban nem érte jelentős vízhiánystressz a búzát Debrecen térségében, míg 2003-ban a június-júliusi időszakban kiugró értékeket láthatunk a modell futtatása során. Egy másik, szintén a modell helyességét (illetve az agrotechnika helyességét) bizonyító tényre figyeltünk fel a modell futtatása során. A vegetációs időszakon belüli biomassza alakulást figyelve, azt tapasztaltuk, hogy a maximális értéket május elején éri el a növény, utána már csak stagnál, ez látható a 3. ábrán. Ezt a gazdaságban lévő szakemberek is megerősítették. A szakirodalom szerint második adag nitrogén trágyát akkor kell kijuttatni, amikor befejeződött a szárnövekedés, általában május elején, így találkozik tehát az elmélet és a gyakorlat.

3. ábra. A biomassza alakulása az őszi búza fejlődése során (2000-ben)

Mindezek alapján tehát éghajlatváltozási forgatókönyvek segítségével elemezhető a klímaváltozás várható hatása a terméshozamra, mégpedig modellezéseink során azt tapasztaltuk, hogy a klímaváltozás kedvezően hat a szemtermésre. Eredményeink ellenőrzéséhez összevetettük a bázisidőszakra a Központi Statisztikai Hivatal adatbázisából származó megyei átlagot és a modellezett érétkeket. Tapasztalatunk szerint a modell csekély mértékben alulbecsüli a megfigyelt átlagot, valamint az eredményei kisebb szórásúak. A kapott szimulációs eredmények alapján elmondható, hogy a szemtermésre kedvezően hathat az éghajlatváltozás, hiszen a modell a hozamra 18% körüli növekedést prognosztizált. A modellezés, azaz a modell tehát valóban segítséget nyújthat az agrotechnikai munkák, a trágyázás, vagy esetleg más növények esetében a bekövetkező változások hatásainak feltérképezéséhez, akár az öntözés időzítéséhez is. Az esetleges öntözővíz jövőbeni optimális időpontjának meghatározása (Boksai, 2008) a 4. ábrán látható.

312


A kukorica biomassza fejlődés jövőbeni alakulása 8000 7000

Biomassza kg/Ha

6000 5000

gfdl5564 base gfdl2534 ukhi uklo uktr3140

4000 3000 2000 1000 0 0

40

80

120

160

200

Napsorszám

4.ábra A biomassza (kg/ha) alakulása különböző szcenáriók esetén, kezelés nélküli kísérletben

4. Következtetés Az ökológiai jellemzők közül az időjárás igen meghatározó, ezért ennek függvényében fontos a fajta helyes megválasztása. A fajták alkalmazkodóképessége az a faktor, amely lehetővé teszi, hogy a fajta jó teljesítményt nyújtson, igényéinek nem teljesen megfelelő viszonyok ellenére is. A helyesen kiválasztott alkalmazkodóképességű fajták termésbiztonsága kedvezőbb, a termésingadozás kisebb mértékű. A vetésidő eltolása is indokolt lehet a megrövidült fejlődési szakaszok miatt. A modellezési eredmények alapján kijelenthetjük, hogy a szántóföldi növények kockázatát csökkentendő, magasabb, meleg- és szárazságtűrőbb fajtákat kellene bevezetni. Napjainkban a nemesítők elsődleges feladata nem a hozam növelése, hanem a termésminőség, termésbiztonság javítása és a szélsőséges időjárási körülményeknek ellenálló fajták létrehozása. A mezőgazdaságban dolgozó gyakorlati szakemberekkel való beszélgetésekből azonban világossá vált, hogy miért is ilyen nehéz elméleti döntéshozatalról beszélnünk. Furcsa kétkedéssel hallgatták tanulmányunk koncepcióját. Sok történetet hallottunk arról, hogy az időjárás hogyan változtatta meg a tervezést. Arról, hogy például a piaci ingadozások miatt több ezer tonna búza maradt idén a raktárakban. Az is gondot jelent, hogy nagyon sok az előírás, ami szabályozza, hogy mit lehet termeszteni és hogyan; a talaj és az időjárási adottságok meghatározzák, hogy milyen fajtákat alkalmazzunk. Csak nagyon kevés esetben kötnek szerződést arra, hogy mit termesszenek, és majd mennyiért veszik meg a termelőtől, s ha nincs ilyen szerződés, még az is előfordulhat, hogy nem tudják eladni a megtermelt árut, és a nehezen tárolható terményeknél ez komoly gond lehet. Ezek mind-mind olyan problémák, amelyek megnehezítik a hosszútávra történő, részletes tervezést. Ettől függetlenül az a véleményünk, hogy tervezni lehet, és kell is, mert az mezőgazdasági szektorban a versenytársakat is ugyanúgy sújtják ezek a nehézségek. Az éghajlatváltozás következtében az is elképzelhető, hogy hosszú távon át kell gondolni a vetésszerkezetet, jó lenne információt nyerni arról is, hogy gondolkodhatunk-e pl. búzatermesztésben az adott területen, hiszen Magyarország a kukorica és búza termesztés határán van és melegedés várható. Ennek vizsgálatára is eszközt nyújthat a költség- és időtakarékos szimulációs modellezés. Bízunk benne, hogy ez a széles hasadék az „elmélet” és a „gyakorlat” között idővel eltűnik, hiszen egyik a másik nélkül nem létezhet, egymásra támaszkodik,

313


egymástól szerez tapasztalatot és együtt segítheti elő a pontosabb ismeretszerzést és fejlődést. Ha a gazdák használnák az olyan tudományos módszereket, mint pl. a földrajzi analógiák módszere, a várható változásokhoz való alkalmazkodáshoz, még néhány fokos hőmérséklet emelkedés esetén is több millió euróval lehetne csökkenteni az éghajlatváltozás káros hatásait (Adams et al., 1998). Semmi sem lehetetlen és a változó világban változásokra, változtatásokra van szükség. Ehhez azonban összetett rendszerek újragondolására, a lehetőségek megismerésére, szemlélet- és paradigmaváltásra van szükség, ami sajnos sokkal hosszabb időt vesz igénybe, mint a lehetséges tudományos fejlődés; viszont csíráiban már kezd megjelenni az új módszerek elfogadása is. Reményeink szerint egyre többen felismerik a ma még kissé idegen módszerek hasznosságát, gyakorlati alkalmazhatóságát és egyre többen bevonják ezeket az eszközöket is a döntéshozatalukba, ezáltal növelve akár a versenyképességüket is. Így közelebb kerülhet egymáshoz, egymást segítve az elmélet és a gyakorlat.


Hivatkozások Adams, R. M., Hurd B. H., Lenhart, S., Leary, N. 1998. Effects of global climate change on agriculture: an interpretative review, CLIMATE RESEARCH Clim Res Vol. 11. Bergant, K., Crepinsek, z., Kajfez-Bogataj, L. 2001. Flowering prediction of pear tree (Pyrus communis L.), apple tree (Malus domestica Borkh) and plum tree (Prunus domestica L.) – similarities and differences. Zbornik Biotehniske Fakultete Univerze v Ljubljani Kmetijstvo. 77(1): 3-10 oldal. Boksai, D. 2008. Az éghajlatváltozás várható hatása a kukorica fenológiájára és hozamára, Diplomamunka, Budapesti Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar, Matematika és Informatika Tanszék Boksai, D., Erdélyi, É. 2007. The effects of climate changen ont he phenological phases of corn, Summer University on IT in Agriculture and rural Development, Debrecen, CD-ROM Diós N., Ferenczy A., Hufnagel L., Szenteleki K. 2008. Klímaszcenáriók összehasonlító értékelése kukorica ökoszisztéma szempontjából klimatikus profil-indikátorokkal, VIII. Magyar Biometriai és Biomatematikai Konferencia, Budapest Erdélyi, É. 2007. A klímaváltozás hatása az őszi búza fejlődési szakaszaira, „Klíma21” Füzetek 51. szám, Erdélyi, É. 2008. Az őszi búza termeszthetőségi feltételei az éghajlatváltozás függvényében, Doktori (PhD) értekezés, Budapesti Corvinus Egyetem, Matematika és Informatika Tanszék, Budapest Fodor, N., Máthéné-Gáspár, G., Pokovai, K., Kovács, G. J. 2002. 4M - software package for modeling cropping systems, European J. of Agr. Vol 18/3-4 pp. 389-393. Huzsvai, L., Pető, K., Kovács G. J. (1995): Szimulációs modell alkalmazása a növénytermesztési kutatásban. Tiszántúli Mezőgazdasági Tudományos Napok, Hódmezővásárhely, pp. 149-151

314


A talaj vízáramlás mérésének módszerei és szimulációjának tapasztalatai Szondi Zoltán 1, Erdélyi Éva 2, Fodor Nándor 3 Abstract. As the plants can absorb ionic nutrient solution only, water content of soil plays an important role in vital processes. It is very important to know all the small details of this procedure. To simulate the flow and quantity change of water content in soil, models can be used. Models have to be tested with real parameter data. Our aim was to learn the possibilities of modelling, to meet and investigate the input data, to evaluate the correctness and miscalculations of the simulated estimations. We have used different instruments for getting the inputs and made comparison analyses for the measured and simulated values. For simulation the Hydrus 1-D model, for measuring the Mini Disk Infiltrometer, Guelph permeameter, TDR-instrument and the capacitive moisture instrument were used. Based on our experience, next steps of research work can be formulated in order to get more precise results and benefit from the method of modelling. Keywords: measuring, model, simulation, soil, water flow.

Összefoglaló. Mivel a Földünkön élő növényeknek a talajban áramló víz biztosítja a tápanyagellátását, ezért fontos megértenünk a vízáramlás folyamatnak a legkisebb részleteit is. Munkánk célja megismerni a talaj vízáramlásának szimulációs lehetőségeit, az ahhoz szükséges bemenő adatokat, a folyamat előkészítését. Ehhez különböző mérőműszerekkel mértünk adatokat a modellel való feldolgozáshoz, a különbözőségek és pontosság megállapítására. Szerettük volna feltárni az e munkálatok közben felmerült problémák megoldásának mikéntjét, a választott modell gyengeségeinek, erősségeinek beazonosítását és ezek kiküszöbölését, megalapozni a modell fejlesztési lehetőségeinek feltérképezését a jövőre nézve. A vízvezető- és nedvességtartalom vizsgálatokhoz a Hydrus vízáramlást modellező modulját választottuk. A bemenő adatok mérésére négy különböző műszert használtunk (Mini Disk Infiltrometer, Guelph permeameter, TDR- és kapacitív nedvességtartalom műszerek), amelyek egyrészt a talaj vízvezető képesség vizsgálatához kellettek, másrészt a valóságos terepi viszonyok közötti nedvességtartalom mérésre szolgáltak. Ezen műszerek segítségével tudtuk összehasonlítani a szimulált és a mért nedvesség adatokat a különböző talajrétegekben. Kiegészítvén a szükséges bemenő adatok gyűjtését, a modell nyújtotta inverz módszerrel is meghatároztuk az adott talaj vízvezető képességét, amit később, mint bemenő adatot használtunk fel. Kulcsszavak: mérési műszerek, modell, talajréteg, vízáramlás.

1. Bevezetés Az élet kialakulásának lehetőségét a víz biztosítja, és elengedhetetlen feltétele az élet folyásának. Ezért fontos megérteni a víz okozta kölcsönhatásokat, folyamatokat. Ilyen például a víz áramlása a talajban, amelyet különböző modellek valós adatokra adott válaszának összehasonlításával vizsgálunk. A talajvízáramlása során nem csak egyértelműen meghatározott (determinisztikus) folyamat megy végbe, hanem tartalmaz véletlenszerű elemeket is, amellyel megnehezíti a modellalkotás folyamatát. A talajban lezajló folyamatokat általában csoportosan egymással összefüggésben kell vizsgálnunk, ezért rendszerint több egymással kölcsönhatásban lévő egyenlet szerepel a modellben. A modelleket célszerű konkrét adatokon tesztelni, ahogyan a mi kísérletünkben is tettük. Az adatok alapján a modellt minősíteni kell, és igény esetén a modellt a feltételrendszerével együtt módosítani. Ügyelnünk kell közben a modell érvényességi tartományára is, hiszen korlátozva vannak azok a körülmények, amelyek között a modell 1

Szondi Zoltán BCE, Kertészettudományi Kar, Matematika és Informatika Tanszék 2 Erdélyi Éva BCE, Kertészettudományi Kar, Matematika és Informatika Tanszék 3 Fodor Nándor MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete

315


megállapításai érvényesek lesznek. Az esetünkben alkalmazandó működést leíró modellekben a folyamatleírást leegyszerűsítik, tehát elhagyják azokat a részletinformációkat, amik számunkra szükségtelenek vagy elhanyagolhatóak. A műveleti időt és az adatmennyiséget csökkentik azáltal, hogy empirikus, azaz tapasztalati egyenleteket alkalmaznak (Rajkai 2004). A bonyolult differenciál egyenletek megoldását igénylő modelleket is könnyen alkalmazhatjuk a mai számítógépes rendszerek segítségével. Célként tűztük ki a különböző mérőműszerekkel mért adatok és modellel való feldolgozásuk során kapott különbözőségének, illetve pontosságának kimérését, a modell gyakorlati alkalmazási módjának megismerését, e munkálatok közben felmerült problémák megoldásának mikéntjét, a választott modell gyengeségeinek, erősségeinek beazonosítását és a modell fejlesztési lehetőségeinek feltérképezését a jövőre nézve.

2. Anyag és módszer 2.1. Az elemzéshez használt modell: Hydrus 1-D Munkánk során a Hydrus 1-D nyílt forráskódú, konduktív nedvességforgalom modellel dolgoztunk. A konduktív modellek a Richards egyenlet numerikus megoldását alkalmazzák telített és telítetlen nedvességtartalmú talaj esetében is. Működésének alapgondolata, hogy mint a természetben minden folyamat, így a víz áramlása is a legalacsonyabb, ill. ekvipotenciális energia szintre törekszik, azaz a talajban lévő víz a magasabb energiájú helyről az alacsonyabb felé áramlik. A Richards egyenletnek van olyan megoldása, ahol az idő és a talajszelvény felbontása az adott talaj paramétereiből adódik (Berg, 1999. A konduktív modellek időbeli felbontása perces vagy órás léptékű. A talajszelvényeket 0,1 cm és 0,5 cm közötti rétegekre bontja a modell. Általában a talajhoz közeledve finomabb felbontást alkalmaznak. A vízáramlás és a gyökér vízfelvételének az összefüggésein kívül a modell képes szimulálni a hőmérséklet áramlását és változását, illetve az oldott anyagok folyékony- és gáz halmazállapotban való áramlását. A modellt három részre osztották (Flow: vízáramlás, Heat: hőmérséklet, Solute: oldott anyag).

1. ábra Hydrus felhasználói felülete

A program egyaránt képes kezelni a víz- és az oldott anyagáramlást, a víz által telített, telítetlen, részben telített porózus talajokban. Az áramlást tekintve egyaránt lehetőség van vertikális, horizontális és

316


egyénileg meghatározott irányokra is. A Flow elnevezésű rész képes nem homogén talaj kezelésére, és időben változó felosztására, abban az esetben, ha egyes környezeti feltételek adottak, mint a fluxus, és a talajpárolgás kezdeti értékek. A telítetlen vízvezető képesség leírására a van Genuchten formulát és annak módosítását - a telítettség közeli állapot miatt- használják, mivel megváltozik a vízvezető képesség (Borgesen 2006). A Hydrus-ban elérhető egy becslési eljárás is, amivel a vízvezető képességet lehet származtatni különböző típusú talajokra. Lehetőség van gyökérnövekedési becslésre és sótűrő képesség becslésre is. Ezen kívül számos paraméter becslésére is lehetőségünk van, amennyiben a szükséges megfigyelésen alapuló víztartalom, felületi nyomás, koncentráció rendelkezésre áll. A felhasználói felület (1. ábra) Microsoft Windows operációs rendszer alapú grafikus felület (GUI), amely kezeli a szükséges bemenő adatokat, amelyek szükségesek a Hydrus futtatásához. Az összes térbeli paramétert meg lehet határozni grafikus környezetben, úgymint a talajtípust, talajréteget, gyökér vízfelvételének az elosztását és a kezdeti értékeit a víz, a hő és az oldott anyag áramlásának. A program lehetőséget biztosít arra, hogy a felhasználó készítsen egy alkalmazás specifikus áramlási és szállítás modellt, és azt analizálhassa grafikus eszközökkel (grafikonok, táblázatok). A bemenő és a kimenő adatok egyaránt ábrázolhatóak és vizsgálhatóak grafikus eszközökkel. Amennyiben a geometriai és a paraméter adatok nem egyeznek a bemeneti formátummal, abban az esetben a program lefordítja azt az általa használatos bemenő formátumra. 2.2. A talaj vízvezető képességének mérése Mini Disk Infiltrometer A talaj vízáteresztő képességének vizsgálatakor két egymástól eltérő működési elvű mérőműszert használtunk, amiből az egyik a Mini Disk Infiltrometer volt. Ez a mérőműszer ideális a terepi mérésekre, mivel a mérete kicsi és a méréshez szükséges víz mennyisége könnyen magunkkal vihető. Emellett a készülék kiválóan alkalmas a labori és demonstráló beltéri mérésekre is. Az eszköz alapjait a Mariottepalack eljárás képezi, ami segítségével egy állandó nyomáskülönbséget tudunk fenntartani. Az alapgondolata az, hogy a légköri nyomást, amely a vizet áramlásra készteti, visszaszorítjuk a vízszint és a csővég közötti vízoszlop által kifejezett nyomással és a palack belső nyomásával. Ezáltal vagyunk képesek az állandó nyomást tartani. Az Infiltrométer alkalmas tehát a vízvezető képesség meghatározására. Azonban, mivel a különböző talajtípusok különböző intenzitással eresztik be a talajba a vizet, ezért a kísérletet végrehajtó személynek kell megszabnia a megfelelő szívóerőt és a mérés időbeli felosztását a talajtulajdonságokhoz mérten. Minél nagyobb a talaj vízvezető képessége, annál nagyobb szívóarányt kell beállítanunk. Guelph permeameter A másik vízvezető képességet mérő műszer a Guelph permeameter volt, melynek egyik előnye, hogy különböző mélységekben mérhetünk vele vízvezető képességet. 2.3. Hydrus 1-D inverz vízvezető képesség számítás A Hydrus modell segítségével lehetőségünk van a terepen mért nedvességtartalom segítségével, un. inverz módszerrel meghatározni a talaj vízvezető képességét. Ehhez nincs másra szükség, mint a ténylegesen mért nedvességtartalomra az adott talajrétegekben. Azonban lényegesen felgyorsítja a program lefutását, ha a lehetséges korlátok minél pontosabban adjuk meg (Simunek et al. 2008). Ezért a program paramétereinek beállításánál adhatunk egy intervallumot a vízvezető képesség értéknek, amit a talajminta alapján kapott becslés alapján tehetünk meg. A kapott értéket a modellbe bemenő adatként újra feldolgoztunk, az un. direkt módszerrel.

317


2.4. A talaj nedvességtartalom mérése Time Domain Reflectometer (TDR) Ez egy olyan elektronikai eszköz, ami egy rövid ideig tartó erős elektromágneses hullámot indukál, majd a visszatért hullámokból lehet következtetéseket levonni. A TDR mezőgazdasági alkalmazása azon alapszik, hogy meg lehet állapítani annak a közegnek a dielektromos állandóját, ami a hullámot visszaverte. Mivel a dielektromos állandó és a nedvességtartalom között szoros összefüggés van, ezért megállapítható a visszaverő közegnek a nedvességtartalma is ezzel a módszerrel. Előnyei közé sorolható a pontosság, továbbá az, hogy nem kell kalibrálni, és hogy bizonyos határérték alatt nem befolyásolja a talaj sótartalma. Azonban ez a sótartalom-függetlenség csak egy bizonyos mértékig tart, ugyanis a sótartalom lelassítja a hullámok haladását. Ismert sótartalom esetén ez a hiba kiküszöbölhető Kapacitív mérőműszer A talaj nedvességmérő műszereinek e típusai egy elektródából állnak. Ez lehet egy párhuzamos sor, de lehet egy elektróda gyűrű is. Ezek az elektródák a talajjal együtt úgy működnek, mint egy kondenzátor. A kondenzátorok legfőbb jellemzője a kapacitás. (Minden test alkalmas töltések befogadására, tárolására; ezt nevezzük idegen szóval kapacitásnak, C-vel jelöljük: capacitor). A TDR műszerhez hasonlóan ez a műszer is a talaj dielektromos állandóját hivatott vizsgálni, mivel ezzel meghatározható a talaj nedvességtartalma. 2.5. Talaj mintavétel A vizsgált területen fél évvel korábban elhelyeztük a kapacitív méréshez a szondákat, annak érdekében, hogy a méréseknél valóban bolygatatlan talajon tudjunk talajnedvességet mérni. A mérés pontos helyétől számítva körülbelül 1méternyi távolságban vettünk talajmintát, amit laborban bevizsgálták.

3. A mérési módszerek összehasonlítása A Hydrus modell vízáramlás részéhez szükséges bemenő adatok mérésére tehát négy különböző műszert használtunk, amelyek egyrészt a talaj vízvezető képesség vizsgálatához kellettek, másrészt a valóságos terepi viszonyok közötti nedvességtartalom mérésre szolgáltak. Ezen műszerek segítségével tudtuk összehasonlítani a szimulált és a mért nedvesség adatokat a különböző talajrétegekben. Az általunk használt, elvében különböző mérőműszerek a Mini Disk Infiltrometer, Guelph permeameter, TDR- és kapacitív nedvességtartalom műszerek voltak. Kiegészítvén a szükséges bemenő adatok gyűjtését, a modell nyújtotta inverz módszerrel is meghatároztuk az adott talaj vízvezető képességét, amit később, mint bemenő adatot használtunk fel. Ezen összehasonlítás alapján sikerült azonosítanunk a mérések különbözőségét az eredmények tekintetében, és ez engedett következni a kiértékelés pontosságára is. A különböző mérőműszerekkel kimért adatokkal becsült nedvességértékek egymástól néhol eltértek, néhol nem különböztek, azonban kimondható, hogy a terepi mérésen mért áramlási tendenciát követték. Mivel a kapacitív mérőműszeres mérésnél olyan tényezők is közrejátszottak, amit a modell nem képes még kezelni, a TDR-es nedvességmérő műszer terepen mért értékeit hasonlítjuk össze a modell által megadott értékekkel. Az összehasonlítás eredményét a 2. ábrán mutatjuk be. Az ábrán megfigyelhető a különböző eszközökkel mért vízvezető képesség-vizsgálat eredmények kiértékelése a választott modell alapján, illetve a terepi mérés során kapott eredményekkel való összehasonlításuk. A vízszintes tengelyen a nedvességtartalmat ábrázoltuk a függőleges tengelyen pedig a különböző mélységben mért talajrétegeket. Kiválasztottunk egy időpontot, amelynél a beszivárgás hatására mind a három talajrétegben elindult a nedvességtartalom megváltozása. Ez az időpont a mérés kezdetétől számított tizedik perc volt. A modellben számított 100 réteg szerinti felbontást a megfelelő szintenként átlagoltuk, hogy párhuzamba lehessen hozni a mért adatokkal. Az ugyanazon eljárással számított értékeket azonos színnel jelöltük a grafikonon. Ezáltal látszik, hogy az egyre lejjebb lévő rétegekben, kisebb mértékben ugyan, de megindul a beszivárgás. A kapott eredményeket kétmintás t-próbával hasonlítottuk

318


össze. Míg az első talajrétegben 5%-os első fajú hiba mellett mindegyik adatsor egymáshoz képest szignifikánsan eltér, addig a második talajrétegben már csak az inverz-direkt módszer tér el a Guelph és a Mini Disk módszertől. A t-próba nem mutatott ki eltérést a harmadik réteg adatsorai között. A különböző módszerekkel számolt/mért nedvességtartalom

talajréteg (mm)

0-10

10-20 terep guelph

20-30

mini-disk Id 0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

nedvességtartalom (cm3/cm3)

2. ábra. A különböző módszerekkel meghatározott nedvességtartalom összehasonlítása

Mindezek alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy egyre mélyebbre haladva a talajban egyre összecsengőbb értékeket kapunk a különböző módszerekkel. Emellett az is megállapítható, hogy az általunk mért terepi értékekhez képest a modellel számított értékek alulbecsülik a különböző talajrétegekben a nedvességtartalmat (16%-kal). Az inverz módszerrel (Simunek 2008) kapott vízvezető képesség értékével direktben lefuttatott módszernél csak a második általunk megkülönböztetett talajrétegben volt a terepi és a szimulált nedvességtartalom egymáshoz a legközelebb. Ez meglepő eredmény, hiszen a modell által becsült vízvezető-képességet adtuk meg bemenő adatként, így azt vártuk, hogy a legközelebbi becslést adja a nedvességtartalomra. Általánosságban megállapítható, hogy a nedvességváltozás ütemét és haladását mindegyik módszerrel mért mérés visszaadta.

4. Következtetés Nemzetközi tapasztalat mutatja, hogy a növénytermesztési modellek egyre közelebbi értékeket adnak a mért terméshozam értékekkel, azonban még mindig tapasztalható akár 10-20%-os eltérés a mért és a becsült értékek között (Jamieson et al. 1998). A mi általunk számított becslések és a mért adatok között átlagban 16%-os eltérés volt a jellemző. Ez a mérési hibákból is adódhat, valamint az idő hiányában elvégzett kevés mintavétel számából is. Azonban az összehasonlítás alapján kimondható, hogy a vízáramlás tendenciája követte a mért értékeket, tehát több, a termesztésre hasznos következtetést van lehetőségünk az adatokból levonni. Ezek közé a következtetések közé tartozhat a modellezés alapján történő öntözés volumenének és időpontjának a meghatározása. Nem várt eredménynek számít a modell által inverz módon számított vízvezető képességgel direkt módon számított nedvességtartalom értékek jelentős eltérése a terepi értékektől. Ez arra enged következtetni, hogy a modellben ellentmondások találhatóak, amely a kiértékelő felhasználók és a modell fejlesztői közötti együttműködéssel kiküszöbölhető, javítható (Stöckle et al. 2003). A modell néhány, a valóságban jelenlévő folyamatot nem képes kezelni. A kapacitív mérőműszerrel mért adatokat ennek okán nem volt lehetőségünk kielemezni, ugyanis az adatok a modell feldolgozási lehetőségein túlmutattak. Ennek oka a gyökér mellett, illetve a különböző, a természetben létrejövő

319


kapilláris járatokban történő vízelfolyás volt. A hiányosságok ellenére azt tapasztalatuk, hogy az általunk vizsgált modell alkalmas a vizsgált rendszer elemeinek az összekapcsolására, vízgazdálkodáshoz szükséges következtetések levonására. Ezt bizonyítja a mért és a szimulált beszivárgás hasonlósága. A megfogalmazott gyengeségek pedig újabb ötleteket adtak számunkra a további kutatásra és fejlesztésre vonatkozóan: ezek közé tartozik az újabb, és mennyiségében több mintavételezés, és ezen minták kiértékelése, összevetése, illetve a többi felhasználó bevonása a fejlesztésbe. Így a modell elméleti hátterének újragondolásának lehetősége is körvonalazódhat. További kutatási lehetőség lehet a vízvezető képesség rétegenkénti vizsgálata, a talaj több rétegre való felosztása, több talajtípuson és az általunk felhasznált több mérőműszer használatával, továbbá az e módszerrel kapott adatok kiértékelése a modell segítségével.


Hivatkozások Berg, P. 1999 Long-term simulation of water movement in soils using mass-conserving procedures, Advances in Water Resources Vol. 22, No. 5, pp. 419–430, 1999 Børgesen, C. D. Jacobsen, O. H. Hansen, S. Schaap, M. G. 2006 Soil hydraulic properties near saturation, an improved conductivity model Journal of Hydrology vol. 324 pp. 40–50 Fodor N. 2002. A nedvességforgalom modellezése növénytermesztési modellekben. Ph.D. értekezés. Debreceni Egyetem Jamieson P.D. , Porter J.R. , Goudriaan Ritchie, van Keulen , J.T. H. Stole W. 1998 A comparison of the models AFRCWHEAT2, CERES-Wheat, Sirius, SUCROS2 and SWHEAT with measurements from wheat grown under drought Field Crops Research vol. 55 pp. 23-44 Rajkai K. 2004. A víz mennyisége, eloszlása és áramlása a talajban, MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, Budapest Šimůnek, J. van Genuchten, M. Th. Šejna , M. 2008. Development and applications of the HYDRUS and STANMOD software packages, and related codes. Vadose Zone J. 7, 587-600. Stöckle C. O. Donatelli , M. Nelson, R. 2003 CropSyst, a cropping systems simulation model Europ. J. Agronomy vol.18 pp.289-307

320

Agricultural Informatics 2010

Recommend Documents