Matematiikka luonnonsuojelubiologiassa: elinympäristöt pirstoutuvat, miten käy lajien? TkT Otso Ovaskainen Akatemiatutkija Bio- ja ympäristötieteiden laitos Helsingin Yliopisto
Pimm & Raven, Nature 403 (2000), pp. 843-845: Kuudes sukupuuttoaalto on käynnistynyt
Kirchner & Weil, Nature 404 (2000), pp. 177-180: Aiemmista sukupuuttoaalloista toipuminen on vienyt miljoonia vuosia
Suomen uhanalaiset lajit uhanalaisuuden syyn mukaan (Rassi et al. 2000) Metsätalous 34% Avoimien elinympäristöjen umpeutuminen 28% Rakentaminen 11% Pieni populaatiokoko 11% Keräily ja metsästys 0.6% Lajienvälinen kilpailu 0.1%
0 1 km
klassinen ekologia metapopulaatio ekologia
Täpläverkkoperhosen metapopulaatio Ahvenanmaalla Ext = i e A ex i im em d i ca α = i Aj e j i Col ij p j
Hanski & Ovaskainen, Nature 404 (2000), pp. 755-758 Metapopulaatiokapasiteetti antaa kynnysehdon λ > δ M lajin säilymiselle 6704 6703 6702 6701 6700 3087 3088 3089 3090 3091 3092
Täpläverkkoperhonen: empiirinen data tukee kynnysehdon olemassaoloa 1 0.8 0.6 p* λ 0.4 0.2-3 - 2.5-2 - 1.5-1 - 0.5 0 log Metapopulation capacity ( λ ) 10 M
Pohjantikka 0.20 0.15 1B 2B 1A * p λ 0.10 0.05 0.00 3D 2A 3B 3C 3A 0 50 100 150 200 250 300 350 400 λ M
Mikä on yksittäisen laikun kontribuutio koko verkoston metapopulaatiokapasiteettiin? 6704 6704 6703 6703 6702 6702 6701 6701 6700 6700 6699 6699 6698 6698 6697 3087 3088 3089 3090 3091 3092 Laikkujen pinta-alat 6697 3087 3088 3089 3090 3091 3092 Laikkujen arvot
1945
1955
1965
1975
1985
1995
Lajien häviäminen vie aikansa 5 4 Time delay 3 2 1 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Metapopulation equilibrium ( p* λ ) after habitat loss
Lajien runsasjakauma muuttuu elinympäristön pirstoutumisen seurauksena Sukupuuttovelka eli sukupuuttoon tuomittujen lajien lukumäärä Jo hävinneiden lajien lukumäärä
Vanhojen metsien kovakuoriaisten sukupuutot ovat käynnistyneet Species gone extinct 0 50 100 Species
Kuinka eliöt liikkuvat heterogeenisessa maisemassa? 2 km 150 Distribution of observed movement 100 distances 50 500 1000 1500
Yksinkertainen liikkumismalli: (correlated) random walk + edge-mediated behaviour ei-habitaatti reuna habitaatti
Liikemalli voidaan parametrisoida yhdistämällä FEM & Bayesian menetelmiin
Mallin ennuste yksilön sijaintia kuvaavalle todennäköisyystiheydelle initial location
Liikemallia voidaan käyttää maiseman funktionaalisen konnektiviteetin arvioimiseen Mikä on todennäköisyys päätyä tänne?
Alueiden valinta suojelualueverkostoon Edustavuus : Mitkä luonnonarvot (elinympäristötyypit, lajit, ) alue sisältää Ratkaisu TÄYDENTÄVYYS!
Lajien pysyminen suojelualueilla Kuten Nooa, hajallaan olevat pienet suojelualueet suojelevat kaiken pienellä alueella, mutta vain lyhyeksi aikaa - ja Nooa sai jumalallista apua. Pimm and Lawton, Nature 1998
Tummaverkkoperhonen: selitysvoimainen metapopulaatiomalli Havaittu Ennustettu
Optimaalinen suojeluverkosto Viitapohja Sorila Siitama
Suojelualuesuunnittelun hot spot: Madagascar 50% of world s chameleons 80% endemism Family-level endemism 70% endemism 100% endemism
Haasteena laskennalliset menetelmät jotka optimoivat lajiyhteisöjen säilymiseen Dacetine ants
Lajiryhmät ylittävä priorisointikartta