Використання вільних інструментів для опису ландшафтів. Плаґін LecosS

Ця стаття описує результати практичної роботи, виконаної під час навчання з географічний інформаційних систем, які проводились GeoPoint. Нам запропонували ознайомитися з ландшафтом за допомогою плаґіна LecoS та QGIS 2.0.1 Dufour. Робота проводилась на території центральної Португалії, в муніципалітеті Коїмбра та охоплювала загальну площу 31940 га (географічні координати: 40°12’11.84» N, 8°24’37.15» W). За результатами нового адміністративного поділу муніципалітет складається з 18 районів, більшість з яких є міськими (малюнок 1).

Розміщення муніципалітету Коїмбра

Розміщення муніципалітету Коїмбра

Ландшафт описується кількісними показниками, так званими ландшафтними метриками. Ці метрики використовуються для опису структурних характеристик ландшафту, та документування їх взаємозв’язку з наявністю окремих видів (Turner et al, 2001;. Olsen et al, 2007;. Fidalgo et al. , 2009). Кількість метрик досить велика, вони можуть розраховуватися на рівні всього ландшафту, окремого класу або об’єкту (Turner et al, 2001;. Fidalgo et al, 2009). Розрахунок метрик може проводитися на основі даних Corine (COS 90 та COS2006) або власноруч створених карт. Згідно Martin Jung (2012) плаґін LecoS для QGIS використовується для розрахунку ландшафтних метрик за растровими даними. Результати розрахунку записуються у файл CSV.

Методи

Ландшафтні метрики розраховувались з використанням даних Corine (Corine Land Cover, CLC) за 1990 та 2000 рік. Для цього потрібно було конвертувати дані в растр з розміром сітки 50х50 м. Ми скористалися модулем GRASS r.to.raster, наявним серед інструментів Processing. Після конвертації плаґіном LecoS було розраховано метрики (малюнок 2).

Ландшафтні метрики, розраховані для різних дат (1990 та 2000 рік)

Ландшафтні метрики, розраховані для різних дат (1990 та 2000 рік)

Ми розрахували площу покрову, пропорційність ландшафту, щільність кутів, кількість фрагментів, площу найбільшого фрагменту, середню відстань між фрагментами та ефективний розмір сітки (таблиця 1). Різноманітність ландшафтів оцінювалась за допомогою індексів Шенона, Сімпсона та індексу однорідності.

Результати

Аналіз ландшафтних метрик показав зростання людського впливу та пов’язану з цим фрагментацію використання з 1990 по 2000 роки. Кількість об’єктів типу «Напівштучні ліси» та «Сільськогосподарські землі» за період з 1990 по 2000 рік скоротився (таблиця 1). Цей показник може дати деяке уявлення про екологічні процеси, збільшення або зменшення взаємозв’язку між чисельністю населення та місцями проживання (Viana and Aranha, 2008). Ще одним показником є відстань між об’єктами, вона дозволяє нам встановити ступінь фрагментації ландшафту за зменшенням частки «Напівштучних лісів» за рахунок зростання «Сільськогосподарських земель» з 1990 по 2000 рік (таблиця 1).

Модель для розрахунку ландшафтних метрик у 1990 р.

Модель для розрахунку ландшафтних метрик у 1990 р.

З 1990 по 2000 рік різноманітність збільшилась, однак це сталося за рахунок зміни співвідношення різних типів ландшафтів, зокрема зменшення частки «Напівштучних лісів» та «Сільськогосподарських земель». Такі ж зміни сталися і з однорідністю.

Підсумки

Розрахувати ландшафтні метрики за допомогою плаґіна LecoS було досить просто не зважаючи на високу фрагментацію через надмірний вплив людини. QGIS була дуже простою та зручною у використанні, і не обмежувала нас під час розрахунку. Це справді надійна та життєздатна альтернатива власницькому програмному забезпеченню. В майбутньому ми збираємось застосувати цей метод для дослідження регіонів, що страждають від інвазивних видів, щоб вивчити їх вплив на ландшафт.

Посилання

  • Fidalgo, B., R. Salas, et al. (2009). «Estimation of plant diversity in a forested mosaic landscape: the role of landscape, habitat and patch features.» Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 5 (2): 65-73.

  • Viana, Hélder; Aranha, José (2008) - Estudo da alteração da cobertura do solo no Parque Nacional da Peneda Gerês (1995 e 2007). Análise temporal dos padrões espaciais e avaliação quantitativa da estrutura da paisagem. X Encontro de Utilizadores de Sistemas de Informação Geográfica, 14 a 16 de Maio de 2008 – Oeiras.

  • Martin Jung (2012) LecoS - A QGIS plugin to conduct landscape ecology statistics, http://plugins.qgis.org/plugins/LecoS.

  • Olsen, L., V. Dale, et al. (2007). «Landscape patterns as indicators of ecological change at Fort Benning, Georgia, USA.» Landscape and urban planning 79: 137-149.

  • Turner, M. G., R. Gardner, et al. (2001). Landscape ecology in theory and practice: pattern and process. New York.

Автор

André Duarte

André Duarte

André Duarte надіслав цю статтю у липні 2014 р. Він має диплом інженера лісових ресурсів та ступінь магістра лісових ресурсів Escola Superior Agrária de Coimbra. Також отримав вищу освіту з географічних інформаційних систем у Geopoint. Працює з Grupo Portucel Soporcel.