A GÍMSZARVAS SZEZONÁLIS ÉLÔHELYHASZNÁLATÁNAK VIZSGÁLATA TÉRINFORMATIKAI MÓDSZERREL i Tóth Péter és Szemethy László Szent István Egyetem, Vadbiológiai és Vadgazdálkodási Tanszék 2103 Gödöllô, Páter K. u. 1. Bevezetés A gímszarvas rövid és hosszú távú elmozdulásainak alapvetõ befolyásoló tényezõje az élõhelyi viszonyok térbeli változékonysága. A faj mind a napi, mind az évszakos-éves életciklusai során az élõhelyi források optimális kihasználására törekszik. Ezért, ha a gímszarvas mozgáskörzet-változásainak illetve elterjedési területváltozásainak okait keressük, nem tekinthetünk el élõhelyének kvalitatív elemzésétõl, értékelésétõl. Az élõhely értékelése elsõsorban preferencia vizsgálatok alapján történhet. A korábbi táplálékpreferencia vizsgálatok kimutatták, hogy a szarvas az év folyamán elsõsorban fásszárú növényeket fogyasztott (Mátrai, 2000). Ugyanakkor az erdõk, mint búvóhelyek is meghatározzák a gímszarvas elõfordulását (pl. erdõsítési küszöb, Csányi, 1999). Jelen vizsgálatban a gímszarvas élõhely iránti igényeit rádiótelemetriás lokalizációk felhasználásával, a vizsgálati területrõl készült digitális erdészeti térkép és erdészeti üzemtervi adatbázis alapján írtuk körül. A vizsgálat alapfeltételezése, hogy a gímszarvas elõfordulási sûrûsége és a vizsgált erdõrészletek adatbázisban található adatai (fõfafaj, korosztály, elegyarány, záródás) nem függetlenek egymástól. A vizsgálatok célja az évszakonkénti élõhelypreferenciák meghatározása, a jelölt egyedek lokalizációs pontjainak sûrûsödései által kijelölt területek alapján. Megfelelõ megbízhatóságú preferencia értékek meghatározásával a környezeti tényezõkhöz alkalmassági értékek rendelhetõk, amelyek alapján a késõbbiekben élõhelyalkalmassági térképek készíthetõk. Az élõhelyértékelés további lehetõségei a hasonló környezeti változókkal bíró területek objektív összehasonlításában, valamint ökológiai folyosóhálózat tervezésében rejlenek. Anyag és módszer A vizsgálatok során a hajósszentgyögyi szarvasprogram keretében jelölt összes egyed összes lokalizációs pontját feldolgoztuk. A lokalizációs pontok térbeli pontossága megfelelõ (átlagosan 30-50 m-es hibákkal terhelt) ahhoz, hogy az elemzéseket erdõrészlet szintjén végezhessük. A lokalizációs pontok nappali észleléseket jelölnek, mivel a mérések legtöbbször napközben folytak. Így a mérések során feljegyzett koordináták a rádiónyakörvvel ellátott egyedek búvóhelyeit jelölik. Harminchárom jelölt gímszarvas (18 tehén, 15 bika) összesen 4,474 lokalizációs pontját (3,086 tehén, 1,388 bika lokalizáció) dolgoztuk fel. A kutatást a Földmûvelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium, Vadgazdálkodási és Halászati Fôosztálya támogatja. 21
Az élõhelypreferencia vizsgálat és ezen keresztül az élõhelyértékelési folyamat gyakorlati megvalósításának elengedhetetlen kelléke a megfelelõ térkép, illetve térképi adatbázis. Az ilyen térképekkel szemben támasztott követelmények: tartalmazza a vizsgált faj elõfordulását meghatározó környezeti változókat, digitális legyen, a faj élõhelyhasználati tulajdonságainak megfelelõ felbontású legyen. Az élõhelyreferencia vizsgálatok során felhasznált alaptérkép a Szent István Egyetem Vadbiológiai és Vadgazdálkodási Tanszékén készült, a hajósszentgyörgy könyéki erdõket ábrázoló 1:10,000 felbontású erdészeti üzemi térkép digitalizált változata. A digitális térkép összesen 14,601 ha erdõterületet tartalmaz, az erdõrészletek száma 3,713 db, átlagos területük 3.93 ha. A térkép erdõrészletek szintjén tartalmazza az erdõk üzemtervi adatait (fafajösszetétel, elegyarány, záródás, korosztályösszetétel). Hasonlóan a korábbi vegetációpreferencia vizsgálatokhoz (Ritter és mtsai, 1999) jelen munkában is GIS-t (Földrajzi Információs Rendszer) használtunk a megjelenítés és az elemzés során. A lokalizációs pontokból összevont bika illetve tehén lokalizációkat tartalmazó évszakonkénti pontfedvényeket készítettünk. A pontfedvényekbõl az ArcView GIS 3.1 használatával Kernelmódszerrel (Worton, 1989) 5+1 (0 sûrûségi érték) osztályból álló pontsûrûségi fedvényeket generáltunk (1. ábra). 1. ábra: Tavaszi sûrûségfedvény, tehén és bika mozgáskörzet magterület a vizsgálati terület központi részén. Az ábrán nem tüntettük fel a 0 37.634 sûrûségi osztályt Figure 1. Spring localization density coverage and hind and stag home range core area in the center part of the study area 22
Az egységnyi nagyságú területeken számított legalacsonyabb és legmagasabb sûrûségi értékek között öt egyenlõ intervallumú osztályt hoztunk létre, melyek közül a két legmagasabb sûrûségi osztály által kimetszett terület a továbbiakban magterület vegetációs jellemzõit vettük figyelembe a preferencia értékek számításánál. A magterületek erdészeti üzemtervben szereplõ vegetációs jellemzõinek eloszlását P 2 próbával (Sváb, 1981) hasonlítottuk össze az egész vizsgálati terület erdõinek vegetációs kínálatával. A preferencia értékek szintén a magterületek és az egész terület kínálatának összehasonlításával kerültek meghatározásra Ivlev-indexszel (Ivlev, 1961). A számítások során az erdõrészletek záródási adatainak feldolgozásától eltekintettünk, mivel a terepi ellenõrzés során sok erdõrészletben eltérést találtunk a záródás valós és üzemtervi adatai között. A preferencia értékek szignifikancia-vizsgálatát Bonferroni féle Z- teszttel (Byers és mtsai, 1984) végeztük. Eredmények és értékelés A vizsgálatok eredményeképpen meghatároztuk a bikák és a tehenek szezonális preferencia értékeit az erdõállomány fafajösszetételére, korosztály-összetételére és elegyarányára vonatkozóan. A P-próbák alapján a kimetszetett magterületek környezeti paraméterei és a teljes vizsgálati terület paraméterei szignifikánsan különböztek egymástól (p < 0.005). A fafajok kedveltsége A meghatározásra került fafajpreferencia értékek a két ivar kilenc fafajhoz, ill. fafajcsoporthoz való viszonyulását fejezi ki négy évszakra bontva (2. és 3. ábra). Akác: A bikák egész évben kedvelték (az õszi alacsony érték nem szignifikáns), míg a tehenek egész évben elkerülést mutattak. Az elõzetes táplálékvizsgálatok alapján az akác fontos tavaszi-õszi tápláléka a szarvasnak (Mátrai, 1993, 2000, Szemethy és mtsai, 2000), ennek ellenére a tehenek nem keresték búvóhelynek az akácosokat. Fenyõk: A bikák egész évben kisebb-nagyobb elkerülést tanusítottak (kivéve egy õszi kategóriát), a tehenek is csak a téli hónapokban keresték a fenyveseket. Tölgy: Bár a bikák csak télen preferálták a tölgyerdõket, a tehenek esetében csak egyetlen (éppen téli), és nem szignifikánselkerülést tapasztaltunk. A tehenek esetében tehát egész évben fontos, keresett búvóhelynek tekinthetjük a tölgyeseket. Nyár: A nyárasok, az elõzõ vizsgálatoknak megfelelõen (Ritter és mtsai, 1999) az év egyik idõszakában sem bizonyultak keresettnek, sem a bikák, sem a tehenek számára. Egyéb lombos erdõk: A bikák tavasszal és nyáron, a tehenek õsszel is keresték ezeket az erdõket. Bár a területen az ilyen típusú erdõk aránya nem jelentõs (0.94 %, Szemethy és mtsai, 1999), mégis mind a bikák, mind a tehenek az év ezen idõszakaiban felkeresik ezeket. A téli elkerülés esetleges magyarázata az lehet, hogy ezek az erdõk télen nem nyújtanak megfelelõ takarást. Cserje, vágásterület: A vizsgálati területen olyan kis mértékben vannak jelen, hogy az elkerülések, bár szignifikánsak, megkérdõjelezhetõk. Érdekes azonban, hogy a tehenek a téli idõszak kivételével keresték a vágásterületeket. Fontos megjegyezni, hogy az erdészeti adatsor az 1996-os adatokat tartalmazza. Ennek megfelelõen egy 1996-ban vágásterületnek felvételezett terület 1999-ben már produktív és nagy takarást nyújtó fiatalos lehet (sarjaztatásos erdõfelújítás esetén). 23
2. ábra: A vizsgálati terület fafajainak preferáltsága a bikák által (p=0.05). Az ns rövidítéssel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 2. Preferences shown by the stags on habitat type of the forest subcompartments Érdemes megjegyezni, hogy a bikák és a tehenek fafajok iránti preferencia értékeinek elõjele mindössze két esetben (tavaszi és nyári egyéb lombfa kategóriát tekintve) egyezik meg. 3. ábra: A vizsgálati terület fafajainak preferáltsága a tehenek által (p=0.05). Az ns rövidítéssel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 3. Preferences shown by the hinds on habitat type of the forest subcompartments A korosztályviszonyok szerepe A preferencia értékek hullámzó preferenciákat mutatnak mindkét ivar esetében (4. és 5. ábra). Egyértelmû azonban, hogy a két ivar azonos idõben szinte sohasem mutatja ugyanazokat az 24
értékeket, sõt legtöbbször még elõjelükben is különböznek a preferencia indexek. A bikák egész évben keresik a 21-30 éves korú erdõket, ugyanakkor kerülik a 31-40 éves állományokat. A tehenek részérõl is éles elkülönülés tapasztalható a 41-50 és az 51 évesnél idõsebb állományok esetében. 4. ábra: Korosztálypreferencia értékek a bikák magterületei alapján (p=0.05). Az ns rövidítéssel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 4. Preferences shown by the stags on the age classes of the forest subcompartments 5. ábra: Korosztálypreferencia értékek a tehenek magterületei alapján (p=0.05). Az ns rövidítéssel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 5. Preferences shown by the hinds on the age classes of the forest subcompartments 25
6. ábra: Elegyarány-preferencia értékek a bikák magterületei alapján (p=0.05). Az ns rövidítéssel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 6. Preferences shown by the stags on the mixture rate of the forest subcompartments 7. ábra: Elegyarány-preferencia értékek a tehenek magterületei alapján (p=0.05). Az ns betûkkel jelölt értékek nem szignifikánsak. Figure 7. Preferences shown by the hinds on the mixture rate of the forest subcompartments A fõfafaj elegyaránya szerinti preferenciák Az elegyarány szerinti preferenciák vizsgálata során a fõfafaj állománybeli százalékos aránya szerinti kategóriák jelenlétét hasonlítottuk a kínálat viszonyaihoz (6. és 7. ábra). A bikák egész évben elkerülték azokat az erdõrészleteket, amelyekben a fõfafaj jelenléte 56-70% illetve 86-26
99% közé esett. Elõnyben részesítették tavasszal és nyáron a 41-55%-os és a 71-85%-os elegyarányú erdõket. A tehenek szintén elkerülték a 56-70%-os elegyarányú erdõket hasonlóan a 100%-os elegyarány-kategóriába tartozó vagyis elegyetlen erdõkhöz. Az év minden idõszakában elõfordult magterületeikben 41-55%-os elegyarányú erdõ, valamint tavasszal és télen az erõsen elegyes 0-40%-os kategóriák látogatottsága is megnõtt. Egész évben jelentõs preferenciát mutattak a tehenek a 71-85%-os elegyarány-kategória felé. Következtetések Az eredmények alaján az alkalmazott új módszerrel is alátámaszthatók a korábbi vizsgálatok eredményei (Ritter és mtsai, 1999). A preferencia értékek alakulásából lehet következtetni mind a bikák, mind a tehenek szezonális élõhelyhasználatának fõbb meghatározó tényezõire. Ahogyan azt a területi elkülönülésbõl is elõre lehetett jelezni, a preferencia értékek különböznek az ivarok között. A legerõsebben az erdõállomány fafajösszetételében és a korosztályviszonyaiban különböznek az értékek, míg az elegyarány esetében átfedések tapasztalhatók a preferenciákat illetve az elkerüléseket tekintve. A bikák tavasszal és nyáron hasonló tulajdonságú erdõfoltokat használtak. Általánosságban elmondható, hogy az év során 41-55% -os elegyarányú 21-30 éves akác vagy egyéb lombfa fõfafajú erdõket részesítették elõnyben. A bikák esetében a kiemelkedõ preferencia értékek ritkák, különösen az õszi szezont tekintve. Ez azt igazolja, hogy a bikák sokkal egyenletesebben használják a rendelkezésükre álló területet, területhasználatukat valószínûleg elsõsorban a források korlátlan használata és a versengés elkerülése vezérli. A tehenek a tél kivételével minden évszakban hasonló tulajdonságú erdõfoltokat használtak. Elsõsorban a 71-85%-os elegyarányú idõsebb, 41-50 éves tölgyeseket illetve egyéb lombos erdõket keresték. Esetükben különösen a fafajokra irányuló preferencia értékek magasak. A magas preferencia értékek azt mutatják, hogy a tehenek forrásfelosztása minden bizonnyal erõs fajon és ivaron belüli kompetíción alapszik. Az esetenként rapszódikusan hullámzó preferencia értékek a szezonális felosztás szubjektivitásából eredhetnek, amelyet a felosztás elmozdulások alapján történõ újraosztályozása szüntethet meg. További problémát jelent élõhelyvizsgálatokkal kapcsolatosan a gímszarvas kiváló alkalmazkodóképessége a környezetéhez és táplálékforrásaihoz. A szarvas ilyen jellegû plaszticitása (Mátrai, 2001) és a fûevõk illetve a koncentrátum-válogatók közti átmenetet képezõ táplálkozási stratégiája (Hofmann, 1985) komplikálttá teszi a konkrét és általánosan alkalmazható élõhelyi és táplálékbeli preferenciák és elkerülések meghatározását. Megállapítható, hogy az alkalmazott módszer további finomításokkal alkalmas az alföldi területen élõ szarvasállomány élõhelyi igényeinek megfelelõ pontosságú jellemzésére. Ezzel lehetõség nyílhat az egymástól távol esõ területeken is az erdészeti üzemtervi adatok alapján az élõhelyek szarvas igényeinek megfelelõ bonitálása. Megvalósíthatóvá válik a telepített és jövõben telepítendõ erdõk állományjellemzõinek ismeretével a gímszarvas terjeszkedési lehetõségének modellezése. Amennyiben pedig a délalföldi térségben a közeljövõben olyan ökológiai hálózatrendszer kialakítására kerülhet sor, mely nem hagyja figyelmen kívül a gímszarvas hosszú és rövid távú elmozdulásait, ezen további kutatások elvégzése nélkülözhetetlen. 27
Hivatkozások Byers, C.R., Steinhorst, R.K. és Krausman, P. R. 1984. Clarification of a technique for analysis of utilization-availability data. J. Wildlife Management, 48: 1050-1053 Csányi, S. 1999. A gímszarvasállomány terjeszkedése az Alföldön. Vadbiológia, 6: 43-48 Hofmann, R. R. 1985. Digestive physiology of the deer: Their morphophysiological specialisation and adaptation. The Royal Soc. N. Z. Bull., 22:393-407 Ivlev, V. S. 1961. Experimental ecology of the feeding of fishes. Yale Univ. Press, New Haven Conn. Mátrai, K. 1993. A gímszarvas, a dám és a muflon õszi tápláléka és élõhelyhasználata a Gödöllõi dombvidéken. Vadbiológia, 4:11-18 Mátrai, K. és Szemethy, L. 2000. A gímszarvas szezonális táplálékának jellegzetességei Magyarország különbözõ élõhelyein. Vadbiológa, 7: 1-9 Mátrai, K. 2001. A gímszarvas táplálékának mennyiségi és minõségi jellemzõi és hatásuk az élõhely használatára. Kutatási részjelentés. Gödöllõ Ritter, D., Mocskonyi, Zs. és Szemethy, L.1999. Gímszarvas élõhelypreferencia vizsgálatok egy alföldi élõhelyen. Vadbiológia, 6: 61-72 Sváb, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezôgazdasági Kiadó, Budapest Szemethy, L., Bíró, Zs., Heltai, M., Mátrai, K., Mocskonyi, Zs., Pölöskei, B., Ritter, D., Szaka, Gy., és Tóth, P. 1999. Szezonális területhasználati stratégiák a gímszarvasnál (Cervus elaphus). Kutatási részjelentés. GATE Vadbiológiai és Vadgazdálkodási Tanszék Szemethy, L., Mátrai, K., Orosz, Sz., Pölöskei, B. és Szaka, Gy. 2000. Az gímszarvas táplálékválasztása erdei és mezõgazdasági élõhelyen tavasszal. Vadbiológia, 7:10-19 Worton, B. J. 1989. Kernel methods for estimating the utilization distribution in home-range studies. Ecology, 70:164-168 Summary Analysis of red deer seasonal habitat use with GIS Due to afforestation programs the forest cover has grown from 12.5% to 19% in Hungary since 1950. The new forest stands were mainly planted in lowland areas, in the southern part of the country. These forests provided new habitat for red deer and red deer appeared more often in these areas. The behaviour and the habitat use of these lowland red deer differ from those living in the original forest habitats. In this study our goal is to describe the habitat use of the red deer living in man-made forests by radiotracking of marked individuals. 15 stags and 18 hinds have been radiotracked since 1994. During our investigations 1388 localizations of stags and 3086 localizations of hinds were processed. The localizations of stags and of hinds were handled as they were collected from one stag and one hind individual. The areas determined by the stag and hind points were regarded as home ranges of this one stag and one hind. A digital forest map was used for the spatial representation and analysis describing the whole study area, covering 14,601 ha forest area and 3,713 forest subcompartments. The forest 28
management data (main tree species, age class, canopy closure and mixture rate) of the forest subcompartments were included in the database of the digital map. For data processing point density coverages were generated using Kernel method with ArcView GIS 3.1. In the point density coverages there were 5+1 (the 0 density value) density classes. Areas determined by outside borders of the two highest density classes were regarded as core areas. Based on the vegetation parameters of the core areas, habitat preferences were calculated with Ivlev-indices. The significancy of the Ivlev-indices were examined with Bonferroni Z-test. The main factors of seasonal habitat use of stags and hinds based on variation of preference values were determined. It was found that the spatial distributions of localization points differ between sexes. The strongest differences are in case of different tree species and different age class of forest. In case of mixed forests there are common spaces in preferences and avoidances. Stags use similar forest areas in spring and summer. During the whole year they preferred 21-30 years old Robinia or other deciduous forests with 41-55% mixture rates. Stags rarely have high preference values, especially not in autumn. This supports that stags use their home range more evenly, and they probably try to avoid competition and try to find areas where they can use resources without limitations. Hinds use similar forest patches except winter. They preferred 41-50 years old Quercus or other deciduous forests where the mixture rate is between 71 and 85%. High preference values show that hind s resource use is based on strong intraspecific and intrasexual competition. 29