Лось (Alces alces), GLM

aalces-smГІС-моделювання і сценарій очікуваного поширення виду до 2050 (кліматичний аспект)

Вивчення поширення лося звичайного (Alces alces, L.) та його змін здійснено нами в масштабі території Східної Європи і включає для аналізу як території маргінального поширення виду, так і основну частину ареалу. Вхідний картографічний матеріал представлений історичними та уточненими сучасними картами поширення виду в межах території досліджень. Місця точкового поширення виду поза основним ареалом включені не були, щоб відтворити межу основного ареалу. Аналіз поширення виду та його змін проведений виключно для України в контексті очікуваної зміни клімату та проведення заходів з охорони в межах мережі територій ПЗФ, еко- і Смарагдової мереж.

Просторові дані конвертовані в середовищі ГІС в формат комірок 0,5°x0,5°, відповідно до вхідних кліматичних даних, що представлений сучасними картами клімату та клімату, прогнозованого на 2050 рік за моделлю IMAGE (Bakkenes et al, 2002), згідно з базовим сценарієм розвитку суспільства, запропонований Міжнародною групою експертів з питань змін клімату (IPCC). У дослідженні використані дані кліматичних факторів: індекс вологості ґрунту, середня температура найхолоднішого місяця, тривалість вегетаційного періоду, середня температура вегетаційного періоду, щорічна сума опадів, ефективна сума температур вегетаційного періоду.

У просторову модель не включено ряд інших, безумовно важливих факторів для поширення виду, як то полювання і браконьєрство, адаптації виду до змін середовища існування, його фрагментованість, клімату та обмежень міграції. Для побудови просторової моделі використали узагальнену лінійну модель (GLM), розрахунки здійснювали у програмному середовищі «R». Достовірність просторової моделі перевірена за інформаційним критерієм Акайке. Представлені підходи були апробовані для аналогічних досліджень поширення видів флори і фауни (Bakkenes et al, 2002, Коломицев та ін., 2012, Prydatko et. al., 2013).

Сучасний статус поширення виду на мові комірок GLM (генералізоване лінійне моделювання – детальніше) представлено на малюнку. Але пам’ятаємо, що для великих ссавців дуже важливими є специфічний простір проживання, так що у якійсь із комірок 50 х 50 км звір може бути як би відсутнім, хоча кліматична складова комірки і здається придатною. Крім того, в Україні можна знайти й підтримувані угрупування лосів, які не відбивають випадковий,  природний розподіл, і які не потрапили у модель.

Модель показує, що до 2050 року очікується зміщення поширення виду по всій території України, при якому популяції виду в Україні стати ізольованими та виходити за межі основного ареалу виду, як це зараз можна спостерігати на прикладі існування ізольованих угруповань лося звичайного в районі м. Стрий. При проявлені найбільш екстремальної залежності поширення виду від кліматичних умов можна очікувати зникнення виду з території України. Такий очікуваний статус, на нашу думку, може призвести до різкого зниження щільності популяції, і, практично, створенню передумов для його зникнення на територіях, що наразі знаходяться в межах ареалу виду.

Слід зазначити, що у нашій моделі не враховані інші фактори, що впливають на поширення виду, окрім клімату, такі як розселення, полювання і браконьєрство, а також дійсний “тиск” самого факту фрагментації біотопів. Також, у моделі важко передбачити поведінку лося, його здатність пристосовуватись, і навіть знаходити нові “ніші”.

Підсумкова карта показує очікувані зміни у розповсюдженні лося (Alces alces) до 2050 року, у зв’язку із змінами клімату. Дані про розповсюдження з 1970 по 2000 роки було зібрано нами з різних відкритих джерел під час виконання проекту EEBIO. Сценарій про розповсюдження лося до 2050 року було отримано на основі напрацювань так званої моделі IMAGE (створеної колись на Заході для кліматпрогнозування), і із використанням GLM-підходу. . .
.

Рисунок 1, 2, 3. Очікувані зміни у розповсюдженні лося (Alces alcrs) у Східній Європі до 20150 року, GLM-підхід. Автори: Г.Коломицев, В.Придатко (ULRMC). Дата останнього поновлення: 10 червня 2008.

alces-alces.jpgА ця, більш ранішня карта 2006-х,  інтерпретує домінуючі дані, отримані нами із таких джерел, як: BioDAT – по А. Пузаченко; Ссавці Російської Федерації (російською) – по Б.Шефтел); а також із звітів Державного комітету статистики України. Вона теж підказала, якими могли бути зміни геометрії території розповсюдження лося (зокрема, помітне зміщення на північ) протягом останніх 25 років, і що викликалось серйозними змінами лісів (їхньою деградацією), інфраструктуризацією (збільшенням площ під забудовами та ін.) Наповнення кліматично-залежного пакету щодо лося (Alces alces) продовжується і є сегментом the Species-climate-change project. Примітка: за часів дії проекту EEBIO зазначена карта формувалась напів-автоматично, із допомогою спеціальної програми, завантаженої на сервер ULRMC.

Анімаційований приклад зміни ареалу A. alces у регіоні GLOBIO Ukraine у 1928-2008 роках, створений із використанням простого movie maker, має таке підґрунтя як: i) оцифровані нами історичні карти, ii) цифрова реконструкція геоботанічної карти 1928 року (зокрема, шару із різновидами лісів) – деталі див. нижче.

Крок # 2 передує стаді саме моделювання (GLM), тобто Кроку # 3. Джерела інформації для моделі: 1) Карта рослинності Європейської частини СРСР, 1: 4 000 000, складена професором Ю.Кузнєцовим (1928) – рос. мовою. Векторизацію здійснювали: В.Придатко, А.Іщук, Ю.Апетова, А.Калиниченко (УЦМЗР). Подальше виокремлення та IT-реконструкція лісовкритих площ – В.Придатко. 2) Лісовий атлас СРСР (1973), а саме «Лісові мисливські птахи» «Лісові мисливські тварини» – рос. мовою; векторизацію здійснили В.Придатко, А.Іщук, А.Калиниченко (УЦМЗР). 3) BioDAT (російською) – тут (по А.Пузаченко); 4) Ссавці Російської Федерації (російською) – тут (по Б.Шефтел); 5) дані звітів Держкомстату України; 6) Terra MODIS (2000); 7) Дані УЦМЗР – про заліснення території Україні у 1990 та 2000 роках, отримані із супутників Landsat; 8) Дані індексу GSF для ареалу, станом на 1970 та 2007 рр. (Придатко, перс. інф.); 9) Алгоритми, розроблені в УЦМЗР задля моделювання змін середовищ існування A.alces (автори – В.Придатко, Г.Коломицев).

Зведена карта показує ймовірні зміни ареалу лося, а саме домінуюче зміщення на північ, і що відбувається упродовж останніх 80 років, із-за серйозних змін, які торкнулися, в першу чергу, лісів (клаптикування, островізація), помітної інфраструктуризації колись дикого, природного простору, та із-за іншого тиску, який чинить людина (і що, на мові цифрової карти, призводить до зміни класу земної поверхні, придатної для лося), зміни клімату. Автори ГІС-карти: В.Придатко (УЦМЗР), Г.Коломицев (ІЗ НАНУ) та А.Козлова (ЦАКДЗ ІГН НАНУ).

Докладніше про попередній проект EEBIO та поточний GLOBIO: i) див. Цей веб-ресурс (BioModel), ii) веб-ресурс УЦМЗР/ULRMC щодо проекту EEBIO (він був доступним до 2016 року).

Попередня логарифмічна апроксимація тенденції, показала, що вид може тяжіти до міграції за межі України активніше, ніж це прогнозує GLM-підхід, однак в більш новій версії звітності за статистичною формою 2ТП (мисливство) ця властивість відсутня.
Популяція лося в Україні за даними статистичної форми 2ТП (мисливство)
Якщо суспільство не зробить нічого із покращенням управління середовищами існування виду, збільшенням їх стійкості, це може стати помітним, наприклад, вже у 2017-х. Натомість, GLM-підхід підказує, що це може бути у 2030-х роках. Так чи інакше, ця еколого-математична і управлінська задача не є простою.

Г.Коломицев, В.Придатко

1 Comment