Kesk- ja suuremõõtkavaliste kaugseireandmete kasutamine kaitsealuste
elupaikade ja liikide seisundi hindamisel ning muutuste jälgimisel Nigula
looduskaitseala sooelupaikade näitel
Meelis Leivits1,2, Agu Leivits1, Kiira Aaviksoo2
Riiklik Looduskaitsekeskus1
TÜ Ökoloogia ja maateaduste instituut2
Seirefoorum 7. november 2008
Long-term study of mire birds in Nigula bog
1952 – esimene loendus (Kumari jt)
Alates 1968 – iga-aastased loendused
Pika-ajaline haudelinnustiku seire Nigula rabas (23,4 km2) –
ka teatud mõttes kaugseire = objekti tuvastamine distantsilt
Pesitsevate liikide arv (S)
(Mann-Kendall test, Z=5,54; p<0,001 n=40).
Pesitsevate liikide arv on viimase 40 aasta jooksul suurenenud
ST
20
25
30
35
40
45
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Year
Nu
me
r o
f s
pe
ce
s (
S)
Pesitsusterritooriumite arv (N)
(Mann-Kendall test, Z=; NS; n=40).
Pesitsusterritooriumite koguarv ei ole suurenenud
200
300
400
500
600
700
800
900
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Year
Nu
me
r o
f te
rrit
ori
es
(N
)
Avamaastiku liikide arvukus on vähenenud
0
10
20
30
40
50
60
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
0
5
10
15
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
0
50
100
150
200
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
0
5
10
15
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
Kiivitaja Suurkoovitaja
Väikekoovitaja Põldlõoke
Puistulembeste liikide arvukus on suurenenud
0
50
100
150
200
250
300
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
0
5
10
15
20
25
30
1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Aasta
Paa
re
Metskiur Metsvint
Kas elupaik on muutunud? Vajadus uurida elupaiga struktuuri.
Kaitsekorraldaja jaoks on olulised küsimused:
1. Kuidas kirjeldada ulatuslikul alal elupaiku?
2. Kuidas teha kindlaks elupaikades toimunud muutusi?
3. Kuidas leida seoseid kaitsekorralduslikult oluliste liikide ja elupaikades liikide jaoks
kriitiliselt oluliste struktuurimuutuste vahel ulatuslikes ja heterogeensetes elupaikades?
Kaugseire võimaldab kaitsekorraldaja jaoks:
1. Koostada erinevas ruumimastaabis erineva detailsusega maakatte kaarte
2. Koostada maakatte muutuste kaarte kasutades aerofotosid (ca 50 aastat tagasi) ja sateliitandmestikku (keskmõõtkavaline ca 30 aastat tagasi)
3. Koguda informatsiooni elupaiga struktuuri kohta kasutades nii passivseid kui aktiivseid kaugseire meetodeid ning nende põhjal koostada liigispetsiifilisi elupaigakaarte
Suurte kaitsealade maakatte kaardistamisel on kasutatud keskmisemõõtkavalist satellitandmestikku :
•Alam-Pedja LK
•Soomaa RP
•Emajõe-Suursoo LK
• Endla LK
• Nigula LK
Sateliitandmestikul põhinevad kaitsealade maakattekaardid
Nigula looduskaitseala koos buffertsooniga maakatte
kaart (Landsat ETM 7 1997)
Aaviksoo & Muru, 2000
Vajadus kasutade kaugseire andmestikku tulenes ka piiriülesest koostööst
1 - Nigula 19972 – Ziemelu Purvi 20033 - Sookuninga 2006
1
2
3
Põhja-Liivi piiriülene märgalakompleks – alates 2008 piiriülene Ramsari ala
Integreeritud piiriülese seiresüsteemi väljatöötamine ja
rakendamine Põhja-Liivi märgalakompleksile –
muuhulgas olulised tegevused kaugseire info hankimine ja
võimekuse arendamine
INTERREG IIIA projekt 2006-2007 “Tuned management and monitoring of the
transboundary protected areas in North-Livonia as a support for local development”
Elupaikade heterogeensus
D
B
C
A
Elupaiga sobivusindeksid: Linnudirektiivi I. lisa liik mudatilder (Tringa glareola)
Sobivuskaart loodud tarkvaraga ArcGIS Spatial Analyst , loendusandmed 2005
Liigid ei asusta Natura elupaiga tüüpi ühtlaselt vaid neile sobiva elupaigastruktuuriga piirkondi
Coenagrion hastulatum
Haliplus fulvicollis
Aaviksoo, K., Leivits, A. 2001. Combining multi-date remote sensing and long-term bird census data in two mire landscapes in Estonia. - Poster presentation. 11-13.09.2001, University of Sheffield, UK, International
Conference “Changing Wetlands: new developments in wetland science”
Maakatte muutuste kaardid: muutused Nigula rabas
1 – vesi
2 – lage siirdesoo
3 – puis siirdesoo
4 - lageraba
5 - puisraba
6 - mets
7 – rohumaa
Taimkattes toimunud muutuste uurimiseks kasutati
eriaegseid aerofotosid
1950
2000
• Nigula soomaastikus on viimase viiekümne aasta jooksul suurenenud elupaiga laikude arv,
tihedus ning servaindeks.
• Suurenenud on puisraba laikude kogupindala, arv ja tihedus. Lagedate elupaikade pindala on vähenenud ning suurenenud nende killustatus.
Kui hästi kirjeldab maakatte
keskmõõtkavaline lauskaardistus raba haudelinnustikku?
Samas on teada, et muutused maakattes
kajastavad väga ilmekalt muutusi linnustikus!
Keskmõõtkavaline kaugseire ja elustik
Kaugseire kujutisel talletatud elupaigainfo objektiivsuse hindamiseks oleme otsinud seaduspära mõningate spektraalindeksite ja konkreetsete linnuliikide territooriumite ruumilise paiknemise vahel
Rüüt Pluvialis apricaria lageala indikaatorliikPõldlõoke Alauda arvensis lageala indikaatorliikSookiur Anthus pratensis lageala indikaatorliikMetskiur Anthus trivialis hõreda puurinde indikaatorliik
NDVI1 bioproduktsioonNDII52 bioproduktsioon, niiskussisaldusTCG rohelisus, taimkatte komponent TCB heledus, maapinna komponentTCW vesisus, maapinna/taimkatte niiskussisaldus
1. (ETM4-ETM3) / (ETM4+ETM3) 2. (ETM4-ETM5) / (ETM4+ETM5)
Keskmõõtkavaline kaugseire ja elustik
Indeks TCB (heledus) TCG (rohesus) TCW (vesisus) NDVI NDII5
Liik I p I p I p I p I p
d. Plu apr 0,059 NS 0,016 NS 0,207 ** 0,033 NS 0,168 *
c. Ala arv 0,329 * 0,122 NS 0,455 * 0,191 NS 0,373 NS
b. Ant pra 0,330 *** 0,256 *** 0,216 *** 0,218 *** 0,167 ***
a. Ant tri 0,093 ** 0,139 ** 0,089 ** 0,089 ** 0,133 ***
* 0,05 ** 0,01 *** 0,001
Veelgi tugevamalt ilmnevad kobardumistendentsid kui vaadelda indekseid liigi territoriaaltsoonide ulatuses
Rüüda (Plu apr ) puhul oleme tsooni ulatuseks valinud kolme lähima naabri kauguse miinimumi rt = min(d3-NN) = 200m
Nt : Wt r2 = 0,372; r = 0,609; p << 0,001Nt : NDVIt r2 = 0,011; r = -0,106; p = 0,425Nt : Gt r2 = 0,003; r = 0,051; p = 0,701
Ilmneb et loenduspunktis kehtivad analoogsed seosed
Np : Wp r2 = 0,319; r = 0,565; p << 0,0001 Np : NDVIp r2 = 0,002; r = 0,039; p < 0,8Np : Gp r2 = 0,025; r = 0,157; p < 0,25
Järeldused
Leidub rida KS kujutise tunnuseid e. indekseid mis annavad teatud elupaikade eristamisel vaadeldavas mõõtkavas oluliselt paremaid tulemusi kui lausalise taim- või maakatteklassifikatsiooni kasutamine
Kirjeldab üsna hästi suurema elupaiganõudlusega avakoosluse liigi elupaiga tunnuseid - võimalik tunnus elupaiga kvaliteedi hindamisel
Ei ilmne nn. pikslisiseste protsesside nagu rabaplatoo männistumine ja nende indikaatorliikide (metskiur) ruumilise paiknemise vahelisi seoseid – siinkohal linnuandmed oluliselt usaldusväärsemad
Vajalik suuremõõtkavalise KS kujutise kasutamine elupaiga sobivuse uuringutes
1950 1972 2007
1950 1972 2007
Kasutades juhuslikult valitud 100x100 ruute on puurinde tihedus kesplatoo endistes lagerabaosades arenenud alljärgnevalt
Suuremõõtkavaline kugseire ja elustik
Elupaigauuringutes on fundamentaalne tähtsus vertikaalsel struktuuril – selle kirjeldamiseks on ideaalsed laserandmed
Uurides mõningaid laserandmetest tuletatud struktuurinäitajaid ja loendusandmeid, eristuvad vaadeldavatele linnuliikidele omased niššid
-Puistu ruumala (aboveground biomass)-Keskmine taimestiku kõrgus (mean vegetation height)-Puurinde tihedus (stand density)
Vrdl. 5. linnuliigi elupaigatunnuste (ALS põhinevad) mõningaid ökonišše(2007. a. loendusandmete põhjal Nigula rabas)
Lagedalembestele liikidele (rüüt, kiivitaja, põldlõoke, sookiur ) sobilikud elupaigad määrab lõppkokkuvõttes puurinde tihedus
Lagedalembestele liikidele sobiliku elupaiga hävimise dünaamika keskplatool
Üleval: mustvalge ortofoto põhjal (GSD = 1m)All: laserandmete põhjal (min. arvestatud puu kõrgus 25cm; punktitihedus 2,5 p/m2)
1950 1972 2007
2008
Muutused puurinde tiheduses vahemikel 1950-72 ning 1972-2008
Järeldused
Negatiivsed ja positiivsed trendid vastavate linnuliikide arvukuses Nigula rabas on peaasjalikult tingitud vastavate elupaikade muundumisest
Lageraba männistumine on viimase 30 aasta jooksul oluliselt intensiivistunud Trendid loendusandmetes kuni 1970nendate alguseni on pea olematud – ka lageraba männistumine on selle perioodi muutuste kaardil vähene
Kokkuvõte
Muutused maakattekaardis kajastavad muutusi linnustikus. Samas ei ilmne selget ruumilist seost liigi ja konkreetse keskmõõtkavalise maakatteklassi vahel
Mõningad keskmõõtkavalise kaugseire põhjal arvutatud indeksid võimaldavad siiski hinnata teatud liikidele sobivate elupaikade kvaliteeti
Teatud elupaigamuutust kajastavad linnud oluliselt usaldusväärsemalt kui keskmõõtkavaline maakattekaart
Suuremõõtkavalistest laserandmetest tuletatud elupaiganäitajate ja liigi vahel ilmnevad selged ruumilised seosed
Lagerabaelupaiku on viimase 40 aasta jooksul oluliselt vähemaks jäänud
Edaspidine vajadus välja selgitada elupaiga muutuste põhjused – keskkonnamuutujate sh. hüdroloogiline seire
Tänan kuulamast!
Lisainfo:
http://www.lk.ee
http://www.nigula.ee
http://www.north-livonia.org
http://wetlivonia.north-livonia.org