Μοντέλα πρόβλεψης της χωρικής κατανομής της βιοποικιλότητας σε δασικό περιβάλλον, για το σχεδιασμό πρακτικών διατήρησης και προστασίας με τη βοήθεια εξειδικευμένων Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

Abstract

This thesis aims to develop a method of highlighting the important biodiversity areas in forest ecosystems where the maximum possible number of typical forest species is expected to be found. The research aspires to integrate conservation methods for the endangered forest biodiversity to further support the sustainable character of forest management in Greece. Highlighting these areas, ideally should be accomplished through examining the requirements of each individual species of that area. Since such a method of work is practically unattainable selecting suitable indicators representing a wide spectrum of the biodiversity of an area is of paramount importance. Furthermore, data collected via traditional sampling techniques as well as data produced with remote sensing techniques, must be able to result in a compound information presented in a clear and precise way. Modern analysis tools such as the Geographic Information Systems (GIS) set the basis to organizing and analyzing such spatial information. Similarly, the integration of multicriteria-decision analysis methods available through the environment of GIS, allows combining of different thematic layers resulting in a conclusive information layer. Starting with a comprehensive map, management units that are found to have unfavorable conditions for forest biodiversity can be further improved and extend available habitats for several species, areas indicated as suitable can form part of a reserve and future operations can be designed avoiding spatial conflicts with important biodiversity areas. The appropriate indicators of forest biodiversity selected and sampled were dead wood availability, density of woodpecker species, road network configuration and landscape heterogeneity. Indicators dead wood and woodpecker density were sampled via field methods, whilst road network and landscape heterogeneity indicators were calculated within the GIS environment from the available thematic layers. All data were introduced to GIS for further processing and analysis. The four indicators resulted in 16 thematic layers, later combined through multicriteria-decision analysis methods resulting in 4 weighted thematic layers, based on the most important characteristic of each indicator. Finally, all 16 thematic layers were combined following the same procedure resulting in a single map depicting the most and the least suitable forest management units to shelter a representative spectrum of the forest biodiversity of the area examined. As research area the national park of Prespa was highlighted and specifically the forest ecosystems of the park. The National Park of Prespa encompasses an important array of different forest types while at the same time, it has been the focus of many research initiatives that have resulted in the accumulation of a significant amount of available information. With the conclusion of the research and based on the produced model, several management recommendations are presented in hope to improve habitat quality for some of the most demanding forest dwelling species, especially under the looming threat of climate change. The methods and techniques that are presented here could be adjusted in any forested environment, enhanced with further information regarding forest structure or with additional indicators suitable to the forest types that are to be examined.

Αντικείμενο της διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη τεχνικών χαρτογράφησης και εντοπισμού των θερμών θέσεων βιοποικιλότητας σε δασικά περιβάλλοντα. Η μέθοδος που αναπτύσσεται βασίζεται στη χρήση δεικτών βιοποικιλότητας και εξειδικευμένων μοντέλων πρόβλεψης καταλληλότητας (suitability mapping), με αξιοποίηση των δυνατοτήτων των προγραμμάτων γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών. Καθώς είναι αδύνατο να καταγραφούν όλα τα είδη ενός δάσους, απαιτείται η επιλογή κατάλληλων δεικτών οι οποίοι θα μπορέσουν να υποδείξουν τις θέσεις εκείνες όπου καλύπτονται οι ανάγκες ενός ικανού αριθμού των ειδών της βιοποικιλότητας που αναμένεται να εντοπίσουμε σε μια περιοχή. Παρόμοια, οι πληροφορίες που αφορούν στους δείκτες της δασικής βιοποικιλότητας και συλλέγονται με μεθόδους δειγματοληψίας πεδίου αλλά και με τηλεπισκοπικές μεθόδους, θα πρέπει να συνδυάζονται σε μια ενιαία πληροφορία. Τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, αποτελούν τη βάση οργάνωσης και ανάλυσης τέτοιων χωρικών πληροφοριών, ενώ η ενσωμάτωση των μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης στην εργαλειοθήκη των ΓΣΠ επιτρέπει το συνδυασμό διαφορετικών θεματικών επιπέδων για την παραγωγή ενός ενιαίου επιπέδου πληροφοριών, με βάση τις τιθέμενες προτεραιότητες. Ξεκινώντας από τον χάρτη, η διαχείριση μπορεί να κατευθυνθεί ώστε οι διαχειριστικές μονάδες που εμφανίζουν δυσμενείς συνθήκες για τη βιοποικιλότητα να βελτιωθούν, αυτές με τις καλύτερες συνθήκες να προστατευτούν και κάθε μελλοντική επέμβαση να μπορεί να χωροθετηθεί κατά τρόπο αειφορικό. Αρχικά, επιλέχθηκαν οι δείκτες της οικογένειας των δρυοκολαπτών, του νεκρού ξύλου, του οδικού δικτύου και της ετερογένειας τοπίου και καθορίστηκαν οι μέθοδοι δειγματοληψίας. Οι δείκτες των δρυοκολαπτών και του νεκρού ξύλου μετρήθηκαν στο πεδίο, ενώ οι δυο δείκτες του οδικού δικτύου και της ετερογένειας τοπίου, υπολογίστηκαν κατευθείαν σε περιβάλλον ΓΣΠ, από το ήδη διαθέσιμο χαρτογραφικό υπόβαθρο. Το σύνολο των δεδομένων εισήχθη σε περιβάλλον ΓΣΠ, ενώ από τους τέσσερις δείκτες προέκυψαν συνολικά 16 θεματικά επίπεδα τα οποία κατόπιν συνδυάστηκαν με χρήση μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης και τελικά προέκυψαν τα ενιαία επίπεδα και οι χάρτες των επιμέρους δεικτών, αλλά και ο τελικός χάρτης καταλληλότητας των διαχειριστικών μονάδων ως βέλτιστα χαρακτηριστικά σύμφωνα με τις απαιτήσεις των ειδών της δασικής βιοποικιλότητας. Ως περιοχή έρευνας για την ανάπτυξη της παραπάνω μεθόδου, επιλέχθηκε το εθνικό πάρκο Πρεσπών και συγκεκριμένα τα δασικά οικοσυστήματα εντός του πάρκου. Οι βασικοί λόγοι που οδήγησαν στην επιλογή της συγκεκριμένης περιοχής αφορούν στην ποικιλότητα των δασικών οικοσυστημάτων εντός μιας μικρής σχετικά περιοχής, στο σημαντικό όγκο πληροφοριών που έχουν συγκεντρωθεί για την περιοχή λόγω μακροχρόνιας έρευνας από πολλούς ερευνητές και στην δυνατότητα επέκτασης αυτής της έρευνας στα δάση της περιοχής με σκοπό την διαχείριση και προστασία της βιοποικιλότητας των δασών της Πρέσπας. Προς αυτήν τη κατεύθυνση, προτείνονται ορισμένες διαχειριστικές δράσεις οι οποίες θα μπορούσαν να βελτιώσουν την ποιότητα των ενδιαιτημάτων για ορισμένα από τα πιο απαιτητικά είδη της δασικής βιοποικιλότητας, ιδιαίτερα λαμβάνοντας υπόψη πιθανές μεταβολές στις κλιματικές συνθήκες της περιοχής λόγω κλιματικής αλλαγής. Οι μέθοδοι και οι τεχνικές που παρουσιάζονται στην έρευνα αυτή, μπορούν να εφαρμοστούν με κατάλληλη προσαρμογή σε οποιοδήποτε δασικό οικοσύστημα, καθώς και να εμπλουτιστούν περαιτέρω με πληροφορίες και δείκτες αντίστοιχους των δασικών τύπων που εξετάζονται κάθε φορά, έτσι ώστε η διατήρηση της βιοποικιλότητας να ενταχθεί στη δασική πρακτική ως βασικός πυλώνας της αειφορικής διαχείρισης των δασών στην Ελλάδα.