Elinympäristömalleilla tietoa lajeille suotuisista alueista
Riikka Hannila, riikka.hannila[at]oulu.fi
Artikkeli pdf-muodossa (Positio 1/2011)
Lajien tehokas suojelu edellyttää yksityiskohtaista tietoa suotuisien elinympäristöjen sijainnista ja niihin vaikuttavista tekijöistä.
Elinympäristöjen häviäminen ja pirstoutuminen ovat keskeisimpiä uhkia luonnon monimuotoisuudelle ja lajien säilymiselle. Alueellisen mallintamisen avulla on mahdollista selventää eri ympäristömuuttujien ja maisemarakenteen merkitystä lajeille sekä tehdä laajojakin alueita koskevia ennusteita.
Lajien ja ympäristön välistä suhdetta voidaan yksinkertaistaa ja selittää erilaisten alueellisten mallien avulla. Suhteuttamalla eri ympäristötekijöitä, kuten lämpötiloja lajien pesätietoihin, voidaan rakentaa työkalu, jolla arvioidaan lajien esiintymisen todennäköisyyttä eri alueilla. Näin voidaan myös ennustaa erilaisten ympäristömuutosten vaikutuksia lajien levinneisyyteen. Mallit paljastavat usein lajien levinneisyyttä eniten rajoittavia tekijöitä, jolloin voidaan määritellä eri lajeille mahdollisimman suotuisia alueita.
Aiemmat tutkimukset osoittavat, että ilmasto on laajalla, alueellisella tasolla tärkein lajien levinneisyyttä selittävä tekijä. Paikallisella tasolla levinneisyyttä määrittävät topografia, maankäyttö ja maanpeite sekä elinympäristöjen saatavuus. Alueellisten mallien laatiminen useita eri mittakaavan ympäristötekijöitä yhdistämällä voi antaa tarkempaa tietoa lajeille suotuisien alueiden sijainnista ja rakenteesta.
Petolinnut hyviä kohteita mallien laatimiseen
Tarkastelin pro gradu -tutkielmassani maakotkan ja muuttohaukan suotuisan elinympäristön alueellista jakaantumista ja rakennetta elinympäristömallien avulla. Maakotka (Aquila chrysaetos) ja muuttohaukka (Falco peregrinus) ovat pitkäikäisiä, laajoja reviirejä edellyttäviä petolintuja. Populaatiokoon pienuudesta johtuen maakotka on luokiteltu vaarantuneeksi ja muuttohaukka erittäin uhanalaiseksi Suomessa. Vaikka lajien lähitulevaisuuden tilat on arvioitu hyväksi kasvavien kantojen myötä, suojelutaso on edelleen epäsuotuisaa pienten populaatiokokojen ja epäyhtenäisten levinneisyysalueiden vuoksi.
Uhanalaiset petolinnut soveltuvat hyvin elinympäristöjen mallinnukseen, sillä ne ovat yleensä tarkoin seurattuja ja raportoituja, vaativat laajoja alueita populaation ylläpitämiseen ja ovat herkkiä maankäytön muutoksille. Maankäyttömuotojen lisäksi ilmaston, topografian ja maiseman rakenteen on todettu vaikuttavan lintujen levinneisyyteen. Useissa aiemmissa tutkimuksissa mallinnuksen avulla on voitu osoittaa uusia sopivia elinympäristöjä ja niihin vaikuttavia tekijöitä maakotkalle ja muuttohaukalle. Koko Suomen alueelle ulottuvia suotuisan elinympäristön malleja ei kuitenkaan ole näille lajeille aiemmin laadittu.
Ainutlaatuinen pesäaineisto
Tutkielmassa hyödynnettiin Metsähallituksen koordinoimaa ainutlaatuisen tarkkaa pesätietoaineistoa, joka perustuu pääosin vapaaehtoisten keräämään pitkäaikaisseurantaan maakotkan ja muuttohaukan pesien sijainneista koko Suomen alueella.
Pesien koordinaattitiedot muunnettiin 2 x 2 km ruudukoksi (noin 84 000 ruutua), ja ruudut koodattiin 1 ja 0 avulla ilmentämään sisältävätkö ruudut pesän vai eivät. Tämän resoluution voidaan olettaa ilmentävän maakotkan ja muuttohaukan lisääntymiselinympäristön ydinosaa ja mahdollistavan näin keskeisimpien lisääntymiselinympäristöön vaikuttavien ympäristötekijöiden tunnistamisen. Ruuduista koottiin paikkatieto-ohjelmien avulla tiedot 14 eri ympäristömuuttujasta, jotka liittyivät ilmastoon, topografiaan, maanpeitteeseen, ihmistoimintaan ja maiseman rakenteeseen.
Ruutujen sisältämä pesätieto suhteutettiin ympäristömuuttujiin yleistettyjen additiivisten mallien (GAM) avulla. Mallien avulla voidaan yleistää ja yksinkertaistaa biologisia prosesseja ja havainnollistaa niiden taustalla olevia tekijöitä. Elinympäristömallit rakennettiin hierarkkisella periaatteella, eli ilmastomallia tarkennettiin lisäämällä malleihin yhä enemmän ympäristömuuttujia. Malleihin valikoituja ympäristömuuttujia tarkastelemalla ja aineistoa osittamalla tehtiin johtopäätöksiä maakotkan ja muuttohaukan lisääntymiselinympäristöjen keskeisimmistä piirteistä.
Tulosten mukaan elinympäristömallit pääsääntöisesti tarkentuivat, mitä enemmän selittäviä ympäristötekijöitä niissä huomioitiin. Tulokset tukevat hyvin monia aiempia tutkimuksia ja näkemystä siitä, että hierarkkiset mallit paljastavat luonnon systeemien kompleksisuutta ja auttavat selventämään eri tekijöiden merkitystä lajien levinneisyydessä.
Pirstoutunut maisema
Maakotkalle suotuisat elinympäristöt ulottuvat eteläisestä Suomesta Keski- ja Pohjois-Suomeen ja ovat mallien perusteella topografisesti vaihtelevia ja häiriöttömiä.
Maakotkan tiedetään edellyttävän sekä tukevia pesäpuita että avoimia saalistusmaita. Maiseman monimuotoisuus tulisikin huomioida maakotkan suojelun suunnittelussa.
Muuttohaukan kohdalla avoimet suot ja niiden kytkeytyneisyys osoittautuivat tärkeimmiksi pesien sijaintia selittäviksi tekijöiksi. Eteläisessä Suomessa laadultaan huonontuneiden avoimien soiden suojelu on edellytys lajin leviämiselle. Useat ympäristötekijät ja niiden keskinäiset interaktiot voivat kuitenkin vaikuttaa lintujen levinneisyyteen, joten yksittäisistä ympäristömuuttujista tehtyjä johtopäätöksiä tulisi tulkita varoen.
Mallinnukset osoittavat maakotkalle ja muuttohaukalle suotuisien elinympäristöjen olevan hyvin pirstoutuneita. Vaikka nämä liikkuvaiset lajit pystyvät siirtymään helposti elinympäristölaikulta toiselle, laajoja reviirejä edellyttävinä ne eivät pysty selviytymään mikäli elinympäristöt pienenevät liikaa. Elinympäristömallit voivatkin toimia tehokkaana apuvälineenä ennustettaessa elinympäristön häviämisen ja pirstoutumisen vaikutuksia lajeihin.
Maakotkan ja muuttohaukan vasteet elinympäristön häviämiseen eivät kuitenkaan ole yksiselitteisiä. Lisätutkimusta kaivataan etenkin ilmaston ja maanpeitteen dynamiikasta suhteessa lajien levinneisyyteen. Ilmastonmuutos voi osoittautua kriittiseksi näiden petolintujen kannalta, sillä ihmistoiminta rajoittaa levittäytymistä Etelä-Suomessa ja populaation tiheys ja pesien saatavuus puolestaan pohjoisessa. Lisäksi erityisesti turvetuotanto asettaa oman haasteensa avosoilla viihtyvän muuttohaukan populaation selviytymiselle.
Tehostettua suojelua alueellisen mallintamisen keinoin
Tutkielma osoittaa, että tietyt rajoitteet huomioiden elinympäristömalleja voidaan käyttää petolintujen suotuisien elinympäristöjen paikantamiseen. Suotuisien elinympäristöjen tunnistaminen mahdollistaa suojelun ja inventointien kohdistamisen alueelle, missä todennäköisyys lajien esiintymiseen on suuri. Maakotkan ja muuttohaukan kaltaisia indikaattorilajeja koskevat elinympäristömallit voivat antaa arvokasta tietoja myös laajempaa ekosysteemin suojelua varten. Elinympäristömallit eivät olekaan ainoastaan tutkimuksen tavoitteita vaan käyttökelpoisia työkaluja syvälliseen ymmärtämiseen lajien levinneisyyksien taustalla olevista prosesseista.
Kirjoittaja on Oulun yliopiston Maantieteen laitokselta valmistunut filosofian maisteri. Hänen pro gradu –työnsä ”Suotuisan elinympäristön tunnistaminen alueellisen mallintamisen avulla: esimerkkeinä maakotka ja muuttohaukka Suomessa” palkittiin syksyllä 2010 ProGIS ry:n paikkatietoalan opinnäytetyöpalkinnolla. Opinnäytetyön aineisto kuuluu osaksi Oulun yliopiston eläintieteen professori Markku Orellin johtamaa tutkimushanketta Suomen uhanalaisten petolintujen populaatiobiologia -ja suojelu.