slider slider slider slider slider slider

Wyniki


Najważniejsze osiągnięcia projektu

 

(1) Opracowanie modelu reprezentacji krajobrazu łączącej podejście ciągłe z gradientowym: LIM (Landscape Integreted Model) dzięki, któremu możliwa jest prosta w implementacji identyfikacja obszarów zagrożonych wzrostem fragmentacji m.in. wybranych do analiz siedlisk lub klas pokrycia terenu;

(2) Ocena wpływu różnych reprezentacji matrycy krajobrazu na ocenę powiązalności siedliskowej oraz wyznaczanie najważniejszych elementów krajobrazu z punktu widzenia zachowania powiązalności;

(3) Opracowanie nowego podejścia pozwalającego na ocenę fragmentacji na poziomie siedlisk lub gatunków – hipsometryczna krzywa krajobrazowa (LHC; Landscape Hypsometric Curve).

(4) Wykorzystanie danych pochodzących z telemetrii satelitarnej (dla niedźwiedzia brunatnego Ursus arctos na obszarze Bieszczadów i Beskidu Niskiego) w modelowaniu powiązalności;

(5) Ocena wpływ sposobu konstrukcji ciągłej powierzchni kosztowej z zastosowaniem danych pochodzących z telemetrii satelitarnej (dla niedźwiedzia brunatnego Ursus arctos na obszarze Bieszczadów i Beskidu Niskiego) na ocenę powiązalności siedlisk;

(6) Wykorzystanie metod bazujących na skumulowanym koszcie przemieszczania się oraz metod bazujących na teorii obwodów elektrycznych i oporze elektrycznym do wyznaczania potencjalnych dróg przemieszczania się osobników pomiędzy siedliskami i ich użycie w ocenie powiązalności siedlisk (podejście testowane na danych dla żubra Bison bonasus).

 

Wyniki

 

Zmieniający się krajobraz: zmiany fragmentacja lasów w Karpatach Polskich przez ostatnich 150 lat

 

Celem artykułu jest ocena zmian fragmentacji powierzchni leśnej na obszarze polskiej części Karpat w ostatnich 150 latach. W ramach prowadzonych badań opracowano nową ścieżkę postępowania pozwalającą na utworzenie modelu reprezentacji krajobrazu łączącego podejście ciągłe z gradientowym: LIM (Landscape Integreted Model). Wypracowana ścieżka postępowania pozwala na identyfikację obszarów zagrożonych znacznym wzrostem fragmentacji np. wybranych do analiz siedlisk lub klas pokrycia terenu w przypadku naszych badań lasu. Wyniki badań wskazują na znaczące zróżnicowanie procesów fragmentacji powierzchni leśnej w Karpatach Polskich przy czym na przestrzeni ostatnich 150 lat zaobserwowano znaczący spadek stopnia fragmentacji obszarów leśnych.

 

Nowe perspektywy w ocenie fragmentacji na poziomie krajobrazu i gatunków: krajobrazowa krzywa hipsometryczna

 

Głównym celem artykułu było opracowanie nowego podejścia opartego na zintegrowanej reprezentacji krajobrazu (połączeniu reprezentacji dyskretnej z reprezentacją ciągłą), pozwalającej na opisanie przy pomocy jednej metryki złożonego zjawiska fragmentacji. Punktem wyjścia w zaproponowanym podejściu był dyskretny model struktury krajobrazu - mapa binarna przedstawiająca wyróżnione w krajobrazie elementy oraz tło lub siedliska i ich otoczenie. Podejście opracowano wykorzystują mapę obszarów leśnych w polskiej części Karpat. Bazując na tej reprezentacji, w kolejnym kroku utworzono mapę odległości od krawędzi płatów na zewnątrz (wartości ujemne) i do wnętrza (wartości dodatnie). W ten sposób powstał ciągły obraz struktury przestrzennej krajobrazu, który może być interpretowany podobnie do mapy wysokości, wartości dodanie odległości można rozumieć jako wysokości nad poziomem morza natomiast wartości ujemne odległości jako wysokości poniżej poziomu morza. W proponowanym podejściu założono, że charakterystyka rozkładu ukształtowania odległości (”wysokości”) pozwala ocenić stopień fragmentacji struktury przestrzennej krajobrazu. Do opisu tego rozkładu zastosowano krzywą hipsometryczną, nazywając ją krajobrazową krzywą hipsometryczną (ang. landscape hypsometric curve; LHC). Następnie założono, że kształt krzywej mówi o stopniu fragmentacji badanej struktury krajobrazu charakteryzowanym m.in. przez liczbę płatów, ich wielkość i kształt oraz izolację. Wykorzystując metody stosowane w analizie matematycznej do opisu przebiegu funkcji opracowana została miara (stosunek położenia minimum i maksimum) umożliwiająca syntetyczny, ilościowy opis fragmentacji. W odróżnieniu od innych podejść zaproponowana procedura w prosty sposób, przy użyciu jednej miary, pozwala ocenić stan a także zmiany fragmentacji struktury przestrzennej krajobrazu uwzględniając jej wielowymiarowe aspekty (np. liczbę płatów, ich wielkość i kształt oraz izolację), do czego do tej pory konieczne było wykorzystaniem np. kilku metryk krajobrazowych. Ponadto w podejściu zastosowano integrację dwóch istniejących reprezentacji przestrzennej struktury krajobrazu: dyskretną (model płaty-tło) oraz ciągłą (model odległości) w ten sposób rozwijając możliwości ich wykorzystania.

 

Wpływ różnych reprezentacji matrycy krajobrazu oraz miar powiązalności na ocenę powiązalności siedliskowej

 

Głównym celem artykułu była ocena wpływu różnych reprezentacji matrycy krajobrazu na ocenę powiązalności siedliskowej oraz wyznaczanie najważniejszych elementów krajobrazu z punktu widzenia zachowania powiązalności. Porównano ze sobą trzy powszechnie stosowane w badaniach powiązalności reprezentacje matrycy (binarną, skategoryzowaną i ciągłą), oraz dwa typy połączeń pomiędzy obszarami siedliskowymi (połączenia jako najkrótsze odcinki łączące siedliska oraz połączenia jako ścieżki najmniejszego kosztu). W analizach wykorzystano różne miary powiązalności, od prostych miar izolacji (np. odległość do najbliższego płata siedliskowego, ang. nearest-neighbor distance) po skomplikowane probabilistyczne miary grafowe (np. wskaźnik prawdopodobieństwa powiązalności, ang. probability of connectivity index). Wyniki przeprowadzonych badań pokazały, że reprezentacja matrycy krajobrazowej ma zdecydowanie większy wpływ na wyznaczanie potencjalnych połączeń pomiędzy obszarami siedliskowymi (w tym na ich przebieg, długość, a także tzw. długość rzeczywistą), niż na ocenę ważności poszczególnych obszarów siedliskowych w krajobrazie z punktu widzenia analiz sieciowych. Największe różnice zaobserwowano pomiędzy reprezentacją binarną, w której zakłada się, że matryca nie ma wpływu na przemieszczanie się organizmów między obszarami siedliskowymi, a reprezentacją ciągłą, gdzie zakłada się, że różne elementy krajobrazu w różnym stopniu wpływają na przemieszczanie się organizmów i że wpływ ten można określić za pomocą funkcji ciągłej o wielu zmiennych (uwzględniając np. pokrycie terenu, wysokość n.p.m., odległość od dróg czy odległość od obszarów zabudowanych). Istotny wpływ na wyniki miały także wybór oraz parametryzacja zastosowanych miar powiązalności. Otrzymane wyniki pokazały, że wybór odpowiedniej reprezentacji matrycy jest bardziej istotny w badaniach, w których analizujemy niewielką liczbę rozproszonych płatów siedliskowych.

 

Ziółkowska E., Ostapowicz K., Radeloff V.C., Kuemmerle T. (2014) Effects of different matrix representations and connectivity measures on habitat network assessments. Landscape Ecology, 29, 1551-1570, DOI: 10.1007/s10980-014-0075-2 http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10980-014-0075-2

 

Co determinuje przemieszczanie się żubra? – przykład z północno-zachodnich Karpat

 

Głównym celem artykułu było zastosowanie modeli przydatności siedliskowej oraz powiązalności (z wykorzystaniem teorii obwodów elektrycznych) do wyjaśnienia kieruków rozprzestrzeniania się żubra (Bison bonasus L.) reintrodukowanego w Karpatach w latach 60-tych XX w., a także wyznaczenia potencjalnych barier w przemieszczaniu się tego gatunku wzdłuż głównego łuku Karpat.
W artykule wykazano, że wzdłuż łuku Karpat występuje wiele obszarów siedliskowych żubra, jednak ich funkcjonalna powiązalność z miejscami jego występowania w latach 60-tych jest niska przede wszystkim ze względu na bariery np. sieć drogową (kierunek północ-południe). To wyjaśnia nieoczekiwane rozprzestrzenianie się żubra w kierunku osiedli ludzkich i obszarów rolniczych co może być przyczyna przyszłych konfliktów związanych z ochroną gatunku. W opracowaniu podkreślono duże znaczenie analiz powiązalności na poziomie krajobrazu dla projektów związanych z reintrodukcją.

 

Ziółkowska E., Perzanowski K., Bleyhl B., Ostapowicz K., Kuemmerle T., 2016, Understanding unexpected reintroduction outcomes: Why aren't European bison colonizing suitable habitat in the Carpathians?, Biological Conservation, 195, 106-117, doi:10.1016/j.biocon.2015.12.032

 

Ocena różnic w ocenie powiązalności z wykorzystaniem modeli siedliskowych albo przemieszczania się dla niedźwiedzia brunatnego w Karpatach

 

Głównym celem artykułu była ocena wpływu sposobu konstrukcji ciągłej powierzchni kosztowej z zastosowaniem danych pochodzących z telemetrii satelitarnej (dla niedźwiedzia brunatnego Ursus arctos na obszarze Bieszczadów i Beskidu Niskiego) na ocenę powiązalności siedlisk. Wyniki pokazały, że zastosowanie prostego przekształcenia powierzchni przydatności siedliskowej, jako powierzchni kosztowej może prowadzić do niedoszacowania powiązalności. Ponieważ potencjalnie różne czynniki, w różnej skali mogą warunkować różne typy aktywności zwierząt, np. inne zasoby mogą sprzyjać bytowaniu a inne przemieszczaniu się osobników danego gatunku, analizy powiązalności powinny bazować, o ile to możliwe, nie tyle na informacjach o siedlisku wiążących się z daną lokalizacją osobnika, ale raczej na cechach środowiska towarzyszących jego ścieżkom przemieszczania.

 

Ziółkowska E., Ostapowicz K., Radeloff V.C., Kuemmerle T., Sergiel A., Zwijacz-Kozica T., Zięba F., Śmietana W., Selva N., Assessing diffrences in connectivity based on habitat versus movement models for brown bears in the Carpathians, Landscape Ecology (accepted)

 

Wpływ zmian pokrycia terenu na zasięg potencjalnych siedlisk niedźwiedzia brunatnego w północnych Karpatach

 

Wymagania siedliskowe dużych ssaków przez ich potrzebę bytowania na niezakłóconych, dużych powierzchniach mogą w znaczącym stopniu wywoływać konflikty z lokalnymi społecznościami i powodować, że ich ochrona w zdominowanych przez człowieka obszarach staje się trudna. Rozmieszczenie i wielkość populacji niedźwiedzia brunatnego w Europie zmieniała się w przeszłości w znaczącym stopniu a obecne jego przetrwanie zależy od zachowania odpowiednich obszarów siedliskowych. W opracowaniu skupiliśmy się na ocenie zmian zasięgu potencjalnych siedlisk niedźwiedzia brunatnego w zależności od przyjętych scenariuszy związanych ze zmianami użytkowania ziemi przede wszystkim zabudowy i sieci drogowej. Do tworzenia modeli przyszłych zmian użytkowania ziemi wykorzystano aplikację Dyna-CLUE, natomiast do wyznaczania potencjalnych siedlisk algorytm wykorzystujący zasadę maksymalnej entropii.

 


Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki

 

National Science Centre