Wskaźnikowa ocena zmian fauny w zbiornikach antropogenicznych – wyzwania i propozycje
description
Transcript of Wskaźnikowa ocena zmian fauny w zbiornikach antropogenicznych – wyzwania i propozycje
Wskaźnikowa ocena zmian fauny w zbiornikach antropogenicznych –
wyzwania i propozycje
Stanisław Czachorowski
Wstęp • Jak porównywać wiele
wieloelementowych układów?• Czy znamy pełen skład gatunkowy choć
jednego ekosystemu?• Kierunki poszukiwań: co i do czego jest
potrzebne?• Określić synantropijne i synurbijne
gatunki (wskaźniki syntetyczne) – to jest wyzwanie w obliczu globalizacji.
Jak porównywać?• Skład gatunkowy (porównywanie
opisowe)• Różnorodność• Ocena siedliskowa (roślinność?,
eutrofizacja?)• Wskaźniki naturalności
(specyficzności)• Wskaźniki „cenności przyrodniczej”
Wskaźnik naturalności• OWS• Wns i Wni• Naturalność czy specyficzność• Zaburzenia, strategie, oportuniści i
specjaliści• Wyniki• Dalsze zmiany i poszukiwania
(modele symulacyjne)
Liczba gatunków, różnorodność
0102030405060708090
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
l.gat.
Wskaźnik naturalności Fischera
s
aWzeOWS
s
i 1
Wze- wskaźnik znaczenia ekologicznego
a – liczebność i-ego gatunku (pięć kategorii od 1=rzadko do 5=bardzo licznie)
s – liczba wszystkich gatunków Fischer 1996, Czachorowski 1998
s
WzeWns
s
ii
1
N
nWzeWni
s
iii
1
w ujęciu jakościowym: w ujęciu ilościowym:
Wzei - wskaźnik znaczenia ekologicznego i-tego gatunku w
danej biocenozieS - liczba wszystkich gatunków obecnych w danej biocenozieni - liczebność i-tego gatunku
N - liczba wszystkich osobnikówWn przyjmuje wartości 1-16
Współczynnik naturalności
(Czachorowski 1998, Czachorowski i Buczyński 1999)
Przykład 1, (wykres za Buczyńskim)
0123456789
1011121314151617
10 15 20 25 30 35
Ilość gatunków
Wsk
aźni
ki n
atur
alno
ści
WnsWniLiniowy (Wns)Liniowy (Wni)
Przykład 1, PIE (wykres za Buczyńskim)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
PIE
Wsk
aźni
ki n
atur
alno
ści
Wns
Wni
Liniowy (Wns)
Liniowy (Wni)
Przykład 2. ważki (specyficzność)
Torfowiska sfagnowe (Sphagnal peat-bogs) Torfowiska niskie (Low-moors) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 11. 12. 13. 14. 1. 2. 3. 7. 8. 9. 10. 12. N 8 13 16 27 25 15 23 11 4 10 2 1 19 14 17 24 7 15 18 7 Wns „A” 5,6 3,8 4,2 3,5 3,3 4,8 3,5 5,7 12,5 8,7 12,0 16,0 3,0 2,7 2,0 2,6 1,9 2,7 3,8 1,7 Wns „B” 6,5 3,8 3,2 3,6 3,5 5,1 4,1 4,0 2,0 2,4 3,0 4,0 4,6 4,4 2,8 4,0 2,4 3,5 4,6 3,6 Wni „A” 3,5 3,6 6,5 4,0 2,4 3,6 3,8 5,0 15,8 13,2 12,8 16,0 2,7 3,0 1,8 2,3 1,6 1,8 2,3 1,5 Wni „B” 4,3 4,2 3,1 5,1 3,6 7,3 3,3 3,6 2,0 3,6 2,8 4,0 4,3 5,3 2,0 3,3 1,8 2,5 2,3 2,2
Wskaźniki naturalności torfowisk sfagnowych oraz niskich, w oparciu o larwy Odonata („A” - obliczane wg wskaźnika dla torfowisk sfagnowych, „B” - dla torfowisk niskich). N - liczba gatunków.
(Czachorowski i Buczyński 1999)
Przykład 3. chruściki (specyficzność) Torfowiska sfagnowe Torfowiska niskie 4. 5. 7. 8. 9. 10. 2. 2a. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. N 5 6 11 3 6 1 2 1 7 1 1 1 5 1 7 5 2 1 Wns „A” 3,4 2,8 5,1 6,0 2,0 4,0 2,5 16 3,0 1,0 4,0 1,0 1,6 1,0 3,7 3,0 1,0 4,0 Wns „B” 1,3 5,0 2,6 8,5 7,2 2,0 1,5 1,0 4,0 1,0 1,0 4,0 1,6 16 7,9 7,2 2,5 2,0 Wns - Odonata + Trichoptera
3,4 3,2 4,0 5,8 4,9 3,2 3,2 3,7 5,6 5,5 2,0
Wskaźnik naturalności jakościowy (Wns) w oparciu o larwy Trichoptera,
(Czachorowski i Buczyński 1999)
pH, Ważki torfowisk, Czechy, Dolny 2003
Dolny 2003
Wskaźnik naturalności Liczba gatunków
m n.p.m Ważki torfowisk, Czechy
Dolny 2003
Wskaźnik naturalności Liczba gatunków
Powierzchnia, Ważki torfowisk, Czechy
Dolny 2003
Wskaźnik naturalności Liczba gatunków
Wiek, Ważki torfowisk, Czechy
Dolny 2003
Wskaźnik naturalności Liczba gatunków
Ważki torfowisk, Czechy, Dolny 2003
Dolny 2003
Liczba gatunków
Wsk
aźni
k na
tura
lnoś
ci
Inne przykłady Chruściki źródeł Polski (Czachorowski 1999) „Jeziorność” chruścików Polski
(Czachorowski 1998)Drawieński Park Krajobrazowy
(Czachorowski 1998)Park Krajobrazowy Lasy Janowskie
(Czachorowski et al. 2000)Kazimierski Park Krajobrazowy (Buczyński et
al. 2003)Dane niepublikowane (krajobrazy kulturowe)
Lasy Janowskie• Źródła – Wns od 1.5 do 4.5, Wni od 1.3 do 5.2• Torfowiska – Wns od 2 do 4.2,Wni od 7.2 do 16• Rzeki i strumienie – Wns 10.8, Wni 10
Kazimierski Park Krajobrazowy (Buczyński et al. 2003)
i inne dane z północnej Polski (strefowość rz. Wałszy)
Wady i zalety Wns i Wni+ pozwala wytypować obszary do ochrony
konkretnych grup fauny,+ umożliwia wskazanie miejsc szczególnej
aktywnej ochrony+ uwidacznia aspekty dawnej antropopresji
- ogranicza dokładność metody w przypadku wykorzystanie tylko jednej grupy
- przeszkodą może być brak specjalisty do oznaczania materiału
- Naturalność czy specyficzność?
Wskaźniki oparte na czerwonych listach zwierząt
RES - Wskaźnik cenności (prosty)RED - Wskaźnik cenności biocenoz REB - Wskaźnik cenności biocenoz
dla ochrony bioróżnorodności
(Czachorowski, Pakulnicka i Szczepański 2004)
Wskaźnik bazuje na listach gatunków „specjalnej troski”:
%100nsRES
RES – Wskaźnik cenności (wartości teoretyczne od 0 do 100%), gdzie s – liczba gatunków „specjalnej
troski”, n – liczba wszystkich gatunków.
RES
s
iiThRED
1
s
iiLOC ThRED
1
RED – wskaźnik waloryzacji biocenoz w oparciu o czerwona listę, REDLOC – w oparciu o lokalną czerwoną listę, Th – współczynnik
zagrożenia gatunku: DD – 1, gatunki niższego ryzyka (LR, LC, NT) – 2, gatunki zagrożone: VU -3, EN – 4, CR – 5, EX? – 6
Kolejną propozycją jest wykorzystanie wskaźnika, opierającego się na czerwonych listach zwierząt ginących i zagrożonych wyginięciem
RED
n
ThREB
s
ii
1
REB – wskaźnik cenności biocenoz dla ochrony bioróżnorodności, REBp – wskaźnik cenności biocenoz dla ochrony bioróżnorodności w ujęciu procentowym, n – liczba wszystkich uwzględnionych gatunków (występujących na danym obszarze), s - liczba gatunków z czerwonej listy, Th – współczynnik zagrożenia gatunku w oparciu o czerwona listę: DD – 1, gatunki niższego ryzyka (LR, LC, NT) – 2, gatunki zagrożone: VU -3, EN – 4, CR – 5, EX? - 6.
%10061
n
ThREBp
s
ii
REB
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Babiogórski PNBałowieski PN
Biebrzański PNBieszczadzki PN
PN Borów TucholskichDrawieński PNGorczański PN
PN Gór StołowychKarkonowski PN
Magurski PNNarwiański PN
Ojcowski PNPieniński PN
Poleski PNRoztoczański PN
Słowiński PNŚwiętokrzyskiTatrzański PNWigierski PN
Brudzeński PKTucholski PK
Krzczonowski PKŁuk Mużakowa
Łomżyński PK Doliny NarwiKazimierski PKLas WarmińskiSierakowski PK
Rez. "Siedem Wysp"Rez. Czarnej i Białej Wisełki
PK Lasy JanowskieRez. Jez. Kośno
PK Pojezierza IławskiegoMazurski P.K.
PK Wzgórz DylewskichRez. Przełom Osławy pod Duszatynem
Suwalski PK
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika RED
s
iiThRED
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
Babiogórski PNBałowieski PN
Biebrzański PNBieszczadzki PN
PN Borów TucholskichDrawieński PNGorczański PN
PN Gór StołowychKarkonowski PN
Magurski PNNarwiański PN
Ojcowski PNPieniński PN
Poleski PNRoztoczański PN
Słowiński PNŚwiętokrzyskiTatrzański PNWigierski PN
Brudzeński PKTucholski PK
Krzczonowski PKŁuk Mużakowa
Łomżyński PK Doliny NarwiKazimierski PKLas WarmińskiSierakowski PK
Rez. "Siedem Wysp"Rez. Czarnej i Białej Wisełki
PK Lasy JanowskieRez. Jez. Kośno
PK Pojezierza IławskiegoMazurski P.K.
PK Wzgórz DylewskichRez. Przełom Osławy pod Duszatynem
Suwalski PK
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika REB
n
ThREB
s
ii
1
0 5 10 15 20 25 30 35
Babiogórski PNBałowieski PN
Biebrzański PNBieszczadzki PN
PN Borów TucholskichDrawieński PNGorczański PN
PN Gór StołowychKarkonowski PN
Magurski PNNarwiański PN
Ojcowski PNPieniński PN
Poleski PNRoztoczański PN
Słowiński PNŚwiętokrzyskiTatrzański PNWigierski PN
Brudzeński PKTucholski PK
Krzczonowski PKŁuk Mużakowa
Łomżyński PK Doliny NarwiKazimierski PKLas WarmińskiSierakowski PK
Rez. "Siedem Wysp"Rez. Czarnej i Białej Wisełki
PK Lasy JanowskieRez. Jez. Kośno
PK Pojezierza IławskiegoMazurski P.K.
PK Wzgórz DylewskichRez. Przełom Osławy pod Duszatynem
Suwalski PK
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika REBp (/6n)
%10061
n
ThREBp
s
ii
0 5 10 15 20 25 30 35
Łomżyński Park Krajobrazowy
Poleski Park Narodowy
Kazimierski Park Krajobrazowy
rezerwat "Torfowiska wiszące nad jezioremJaczno"
Krzczonowski Park Krajobrazowy
Brudzeński Park Krajobrazowy
Puszcza Białowieska
Karkonosze
Karkonosze i Góry Izerskie
Puszcza Białowieska
Ojcowski Park Narodowy
Narwiański Park Narodowy
Łuk Mużakowa
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika RED
s
iiThRED
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
Łomżyński Park Krajobrazowy
Poleski Park Narodowy
Kazimierski Park Krajobrazowy
rezerwat "Torfowiska wiszące nadjeziorem Jaczno"
Krzczonowski Park Krajobrazowy
Brudzeński Park Krajobrazowy
Puszcza Białowieska
Karkonosze
Karkonosze i Góry Izerskie
Puszcza Białowieska
Ojcowski Park Narodowy
Narwiański Park Narodowy
Łuk Mużakowa
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika REB
n
ThREB
s
ii
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Łomżyński Park Krajobrazowy
Poleski Park Narodowy
Kazimierski Park Krajobrazowy
rezerwat "Torfowiska wiszące nadjeziorem Jaczno"
Krzczonowski Park Krajobrazowy
Brudzeński Park Krajobrazowy
Puszcza Białowieska
Karkonosze
Karkonosze i Góry Izerskie
Puszcza Białowieska
Ojcowski Park Narodowy
Narwiański Park Narodowy
Łuk Mużakowa
obsz
ar c
hron
iony
wartośc wskaźnika REBp (/5n)
%10051
n
ThREBp
s
ii
Dla sprawdzenia możliwości nowego wskaźnika
dokonano także obliczeń dla sześciu grup owadów wodnych z dwóch terenów
chronionych:
• Puszczy Białowieskiej
• Brudzeńskiego Parku Krajobrazowego
Wartości wskaźnika RED dla badanych obszarów
0
50
100
150
200
250
Trichoptera Lepidoptera Coleopteraaquatica
Plecoptera Odonata Ephemeroptera
war
tość
wsk
aźni
ka
Puszcza BiałowieskaBrudzeński Park Krajobrazowy
Wyniki
Wartości wskaźnika REB dla badanych obszarów
0
5
10
15
20
25
Trichoptera Lepidoptera Coleopteraaquatica
Plecoptera Odonata Ephemeroptera
war
tość
wsk
aźni
ka
Puszcza BiałowieskaBrudzeński Park Krajobrazowy
Wyniki
Dla całości entomofauny badanych terenów wskaźnik RED i REB przybierały następujące wartości odpowiednio dla badanych obszarów:
Puszcza Białowieska - RED=347; REBp=2,99%
Indykacyjne znaczenie różnych grup (ze względu na inne siedliska)
Brudzeński Park Krajobrazowy - RED=28; REBp=2,86%
Wyniki
Zalety i wady nowego wskaźnika
+ Możliwość porównania różnych obszarów+ Brak konieczności wyznaczenia dokładnych wartości wskaźnika znaczenia ekologicznego dla każdego gatunku i każdego typu siedliska+ Łatwość obliczeń - Powielanie błędów znajdujących się w czerwonych listach- Zależność wyników od stopnia poznania fauny danego obszaru
Perspektywy prace nad modyfikacjami, usprawnieniem i przetestowaniem możliwości wskaźnika nadal trwająOpracować wskaźniki specyficzności (naturalności?) urbicenoz – wskaźniki synantropizacji i urbizacji
• warto sprawdzić wskaźniki na innych grupach• czy wskaźnik daje sensowne informacje?
prace nad udoskonaleniem formuły wskaźnika prace nad skalą współczynnika zagrożenia gatunku
Perspektywy propozycje modyfikacji wskaźników:
saTh
REDa
gdzie a – liczebność gatunku ( 1 – bardzo rzadki, 2 – rzadki, 3- nieliczny, 4 – częsty, 5- pospolity i bardzo liczny), s- liczba gatunków
Formuła wskaźnika
gdzie: Th – współczynnik zagrożenia gatunku, a – liczebność gatunku (1 – bardzo rzadki, 2 – rzadki, 3- nieliczny, 4 – częsty, 5- pospolity i bardzo liczny), s- liczba gatunków
s
iiThRED
1
s
aThREDa
s
i
1
%10061
n
ThREBp
s
ii
%10061
sa
n
ThREB
s
i
Formuła wskaźnika
gdzie: Th – współczynnik zagrożenia gatunku, n – liczba wszystkich uwzględnionych gatunków (występujących na danym obszarze), s - liczba gatunków z czerwonej listy (występujących na danym obszarze).
s
iiThRED
1 %10061
n
ThREBp
s
ii
%10061
ns
n
ThREB
s
i
n
sThRED
s
i
1
Skala współczynnika zagrożenia gatunku
1. 4
3
1
2
Skala współczynnika zagrożenia gatunku
2.
4
3
1
2
5
Skala współczynnika zagrożenia gatunku
3.
43
1
2
56
Skala współczynnika zagrożenia gatunku
4.
4
3
1
2
567
Kierunki poszukiwań (Modele symulacyjne)
Struktura dominacji zespołów na wyspach w modelowanym krajobrazie
0% 20% 40% 60% 80% 100%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
wys
pa n
r
% dominacji
E1E2E3E4E5S1S2S3S4S5
(Czachorowski 1997, Majewski pr. doktorska 2004?)
Dziękuję za uwagę
Stanisław Czachorowskiwww.uwm.edu.pl/czachor
Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska,
Plac Łódzki 3, 10-727 Olsztyn