Digital und real Habitatmodellierung für Hipparchia statilinus in der Döberitzer Heide

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1 Digital und real Habitatmodellierung für Hipparchia statilinus in der Döberitzer Heide

2 Das Untersuchungsgebiet: Döberitzer Heide russischer Truppenübungsplatz bis 1991 fast 300 jährige militärische Nutzung Enstehung einer strukturreichen Landschaft, mit beeindruckender Artenvielfalt Gleichzeitig große Belastung mit militärischen Altlasten Betretungsverbot große Nutzungseinschränkungen

3 1987/ Problem: Ausbleibende militärische Aktivitäten bewirken Sukkzession Verlust wertvoller Offenlandlebensräume

4 2004 Kauf von ha durch die Heinz Sielmann Stiftung Sielmanns Naturlandschaft Döberitzer Heide ggmbh Bis ha 4

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6 Megaherbivoren bewirken Offenhaltung der Landschaft Erhalt und Schaffung von Lebensräumen

7 Indikatorart Hipparchia statilinus Eisenfarbiger Samtfalter Hipparchia statilinus (Hufnagel, 1766) locus typicus Berlin

8 Familie: Edelfalter (Nymphalidae) Verbreitung: Süd und Mitteleuropa, Nordafrika, Vorderasien, tritt in Deutschland nur lokal auf (z.b. TÜP Brandenburgs) Gehört zu den am stärksten bedrohten Tagfaltern Deutschlands Settele et al. (2008) BArtSchV: streng geschützt Rote Liste: 1 (vom Aussterben bedroht) in BB Vorherrschender Status in den landesweiten Roten Listen: ausgestorben oder verschollen KÖPPEL et alii 1998)

9 Charakterart für größere Sandtrockenrasen mit Silbergras Pioniervegetation stenöke Art Nach 1980 auf etwa 45% der bekannten Fundorte nicht mehr nachgewiesen (Bebauung, Aufforstung und Sukzession) Schutzmaßnahmen zum Erhalt der Lebensräume dringend notwendig Gelbrecht et al. (2001) Brandenburg ist Verbreitungsschwerpunkt in Deutschland Verantwortung für den Arterhalt 9

10 Tagfalter der Döberitzer Heide Standardbegehungen von Dörbandt [& Schulze] Auszug aus dem Jahresvergleich 10

11 Ziel 2012/2013: Habitatmodellierung Hipparchia statilinus Flächendeckende Bestandszahlen gezielte Schutzmaßnahmen Indikator des Zielerreichungsgrads der Offenhaltung der Landschaft durch die Megaherbivoren Indikator FFH LRT 2330 Offene Grasflächen mit Silbergras und Straußgras auf Binnendünen Umsetzung der Methodenentwicklung zum fernerkundungsgestützten Monitoring per Hyperspektraldaten (DBU Projekt ) somit gezielte Besetzung der Schnittstelle Forschung Naturschutzpraxis

12 Habitatanforderungen Xerotherme Flächen Sonnenexponiert Mosaik aus Silbergrashorsten (Corynephorus canescens, Nahrung Falter), sandigem Boden und trockenem Moos Steiner&Trusch (2000) Weitere beeinflussende Faktoren: Deckungsgrad Vegetation als Sukzessionsgrad Vorkommen Schillergras (Koeleria) Großräumigkeit Verzahnung mit Calluna-Heide (Nahrung Falter) In der Randzone Birken-Vorwälder oder Kiefernforste

13 Vorbereitung Aggregierung Aggregierung von Klassen charakteristischer Habitatausprägungen Definition eines Beprobungsrasters 100 x 100 Meter Ermittlung der Deckungsgradanteile pro Quadrant Vorkommenswahrscheinlichkeit Hipparchia statilinus Keine Gering Mittel Hoch

14 Wer? Experten Interessierte Naturliebhaber etc Wir brauchen Ihre Hilfe!!! Wie läuft das ab? Interessensbekundung Kontaktdaten in Liste wir informieren über die Falteraktivitäten zu den Zeitfenstern 2 tägige Zeltcamps bei der Sielmanns Naturlandschaft Döberitzer Heide wir hoffen auf Ihre Beteiligung! Wann? Voraussichtlich (Kleiner Eisvogel) und (Eisenfarbiger Samtfalter) Zeitraum kann wetterbedingt und an den Falterflug angepasst variieren 14

15 Faltertage in der Döberitzer Heide Zahlen des Wochenendes 18 Teilnehmer (angereiste Experten, Interessierte, Freunde, Familie) Fast 4000 ha Kartierungsfläche Ca. 20 Stunden Sonne 64 Hipparchia statilinus 242 Hipparchia semele 6 Zelte X Grillwürstchen & Kräuterbaguettes viel Spaß

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31 64 Hipparchia statilinus 242 Hipparchia semele

32 Rasterzellen A-N A B C D D F G H I J K L M M N N G H

33 Habitatmodellierung Was? -> Verknüpfung von Geländeerhebung mit Fernerkundungsdaten -> Vorhersage der Besetzung von Habitaten mit Hipparchia statilinus -> quantitative Determinierung von Vorkommenswahrscheinlichkeiten Warum? -> Identifizierung von Habitatfaktoren Schröder,2004 -> räumliche Vorhersage von Indikatoren und potentiellen Habitatansprüchen -> Vorhersage von Responsen sowie raum-/zeitlicher Dynamik

34 Ansatz > Aggregierung von Klassen charakteristischer Habitatausprägungen -> Definition eines Beprobungsrasters 100 x 100 Meter -> Ermittlung der Deckungsgradanteile pro Quadrant Aggregierung

35 Flächendeckende Klassifizierung vom Jahr > Pflanzengesellschaften für 50 cm Raster -> Korrektur von Fehlklassifizierungen -> Gültigkeit im Bereich des TÜP

36 Vom Beprobungsraster zur räumlich expliziten Vorhersage Grundlage Felderhebungen Extrahierung von Prädiktorvariablen

37 1) Prädiktorvariablen Vegetationsausprägung Flechten/Moose Vorkommenswahrscheinlichkeit

38 1) Prädiktorvariablen Vegetationsausprägung Pionierfluren Vorkommenswahrscheinlichkeit

39 2) Prädiktorvariablen Strukturparameter offener Boden Vorkommenswahrscheinlichkeit

40 3) Prädiktorvariablen Distanzmaße Majorität Wald Entfernung Waldrand

41 3) Prädiktorvariablen Distanzmaße Majorität Calluna Heide Entfernung Calluna Heide

42 4) Prädiktorvariablen Reliefparameter Höhe Hangneigung

43 4) Prädiktorvariablen Reliefparameter Exposition Wetness-Index

44 4) Prädiktorvariablen Reliefparameter Vertikalwölbung Horizontalwöbung

45 Modellansatz logistische Regression Y [0,1]

46 Präsenz - Absenz Modell Habitatfaktoren 2 D 3 D Präsenz Absenz

47 2 D Modellansatz logistische Regression

48 In welchem linearen Zusammenhang stehen die einzelnen Habitatfaktoren? Welche Habitatfaktoren sind statistisch signifikant für die Besetzung von Hipparchia stalinus? 1) Model mit allen Variablen 2) Variablenselektion via AIC 3) Extrahierung signifikanter Variablen AIC = -2log (likelihood) + 2K Akaike: an information criterion p < 0.05 Pionierfluren, Moose/Flechten, offener Boden, Höhe, Wölbung, Wald + Heidedistanz Pionierfluren, Moose/Flechten, Höhe, Wölbung R² = 64% R² = 65%

49 Pionierfluren, Moose/Flechten, offener Boden, Höhe, Wölbung, Wald + Heidedistanz Pionierfluren, Moose/Flechten, Höhe, Wölbung

50 2010 auf 100 m Raster 2011 auf 5 m Raster

51 Ideen zur Optimierung -> Definition von Ausschlusskriterien (binäre Prädiktoren) -> Integration von Landschaftsstrukturmaßen -> Transformation/Klassifizierung von Prädiktoren -> weitere Distanzmaße in Verbindung mit Pflanzengesellschaften -> Verknüpfung von ökologischer Gradientenanalyse mit hyperspektraler Fernerkundung -> Test auf Übertragbarkeit auf TÜP mit ähnlicher Naturraumausstattung -> Entwurf eines anwendungsbezogenen Monitoringsystems

52 Ausblick Ökologische Repräsentation und Quantifizierung von Habitatparametern Realität von Einflussfaktoren und Parametern von Habitatausprägungen Ökologische Modellbildung Synthese spektraler und ökologischer Größen zu flächenhaften Vorhersagen auf digitale Bilddatensätze

53 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 53