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