Лось (Alces alces), GLM

ГІС-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.

А 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.

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