Dr. Pásztor László1 – Dr. Farkas János2 – Pallag Orsolya3 – Laborczi Annamária4
1 tudományos fımunkatárs, MTA TAKI Környezetinformatikai Osztály, pasztor@rissac.hu ;
2 docens., ELTE TTK Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék, canispluto@hotmail.com;.
3 fıtanácsos, Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium Erdészeti és Tájvédelmi Fıosztály, pallag@mail.kvvm.hu ;
4 tudományos segédmunkatárs, MTA TAKI Környezetinformatikai Osztály, laborczi@rissac.hu ;
Abstract: Habitat fragmentation is a major factor in biodiversity decline. The effect of linear infrastructure and its traffic for habitat fragmentation is more and more recognized worldwide. A solution for at least partial decrease of harmful effects of roads on natural habitats is the installation of under-road passageways. For this purpose the conflicting areas should be identified nationwide to support the decision making on their proper allocation. We compiled various national maps providing background information for decision makers in environmental protection and linear transportation infrastructure planning. The modeling process was carried out in close co-operation and mutual thinking with zoologists, ecologists, soil scientists, GIS experts and decision makers. Conflict maps were derived by confronting spatial information on habitats and traffic and are heavily used in decision-making on the funding of installation of passageways under roads.
Bevezetés
Az utak és egyéb vonalas létesítmények káros hatása az ökológiai rendsze-rekre mostanára egyértelmővé vált. Rengeteg gerinces állat pusztul el napja-inkban az utak negatív hatásainak köszönhetıen. Az utak fragmentációs ha-tását már számos állatcsoporton vizsgálták. Az elsıdleges homogén környe-zet kis darabokra való feloszlása, és az élıhelyfoltok diverzitásának és moza-ikos karakterének növekedése megszünteti számos faj folytonos eloszlását.
Egy nagy populációval szemben a kisebb alpopulációk elterjedését az alkal-mas élıhelyfoltok megléte, illetve hiánya szabályozza. A homogén tájak azonos életfeltételeket teremtenek az egész területen. Ezt a homogenitást a barrierek (pl. úthálózat, nyiladékok, csatornák) szétszakítják, feldarabolják.
Az így kialakuló heterogén tájak különbözı mérető, alakú és minıségő fol-tokból, fragmentumokból állnak, ennek alapján elvárható, hogy a heterogén tájak különbözı foltjait, fragmentumait vagy azok részeit különbözı populá-ciók fogják benépesíteni.
Az utak élıvilágra kifejtett hatásával 1996 és 2003 között foglalkozó konferenciák állatvilágra vonatkozó publikációi alapján az elmúlt évtizedben döntıen az emlısök (elsısorban a nagytestő fajok), másodsorban a madarak vizsgálata volt jellemzı. Ez a megközelítés napjainkban változóban van,
más, kisebb mérető, de természetvédelmi vagy ökológiai kapcsolatrendszerei miatt lényeges fajok vizsgálata is elıtérbe kerül. Kétéltőek, hüllık és kisem-lısök együttes vizsgálatára hazai szinten is csak kevés példa volt (PUKY &
FARKAS 2005, 2007). Ezeknek a csoportoknak a fontosságát jól jelzi, hogy állományuk nagyságát, eloszlását és vonulásuk jellegzetességeit a terület-használat nagyléptékő tervezésétıl a környezeti hatásvizsgálatig számtalan utakkal (is) kapcsolatos értékelésben figyelembe, ráadásul a hazai és nem-zetközi jogszabályok számos fajt természetvédelmi oltalomban részesítenek (a hazai jogszabályok alapján valamennyi kétéltő és hüllı, továbbá 53 emlıs védett, illetve fokozottan védett). Az emlısökön belül a kisemlısök manap-ság gyakori objektumai a fragmentációval kapcsolatos viszgálatoknak. Ezek az állatok méretükhöz képest mozgékonyak, általában nagy a denzitásuk.
A hazai közútfejlesztés felgyorsulása, a forgalom ugrásszerő növeke-dése a gerinces állatok egyre tömegesebb elütését, életterük beszőkülését hozta magával. A gázolásból eredı halálozást és a populációk fragmentálódását csökkenteni lehet az állatok mozgását segítı, vagy módo-sító mőtárgyak, ökológiai átjárók, terelı támfalak védıkerítések létesítésé-vel. Az elkövetkezı néhány évben uniós forrásból (KEOP természetvédelmi konstrukció) a már megépült útszakaszokon több száz élıvilágvédelmi mő-szaki létesítmény utólagos beépítésére nyílt-nyílik lehetıség. 2007-2008-ban szakmai iránymutatás nélkül lehetett beadni erre a témára a pályázatokat.
2008. ıszén a KvVM KIOP forrásból támogatást szerzett arra, hogy országos léptékő konfliktus térképet és kapcsolódó tanulmányt készítessen. A szak-anyag elkészítésére a Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agroké-miai Kutatóintézet (MTA TAKI) kapott megbízást.
A cél egy vagy több térkép elkészítése volt, amely jelzi, hogy egy adott útszakaszokon potenciálisan milyen szintő konfliktusra lehet számítani, illetve, hogy a konfliktus mely fajokat érint. Ehhez figyelembe kellett venni a különbözı fajok élıhely-preferenciáit, elıfordulási mintázataikat, elterje-dési területeiket, vándorlási szokásaikat, természetvédelmi értékeiket és nem utolsó sorban az adott út forgalmi adatait.
Anyag és módszer
Vizsgálatainkban a kistestő gerincesek közül kétéltő- és hüllıfajokat és kis-testő emlısfajokat (rovarevık, rágcsálók, kisragadozók) választottunk ki védettségük, valamint a környezeti tényezıkre való reagálásuk alapján. Bár a leggyakrabban a nagytestő emlısökkel való konfliktusokat (sokszor súlyos sérülésekkel, halállal végzıdı ütközések miatt) szokták vizsgálni, természet-védelmi szempontból a „csak” az állatok pusztulásával járó elütések
ugyan-olyan fontosak. Ráadásul a nagyvadak és a kistestő gerincesek számára elté-rı konfliktuscsökkentı megoldások léteznek.
31 kisemlıs, 15 hüllı és 15 kétéltő faj élıhelyének térbeli modellezését vé-geztük el az alábbi országos, térképi alapú alapadatok felhasználásával:
• Magyarország becsült élıhely térképe: erdık
• Magyarország becsült élıhely térképe: gyepek
• Digitális domborzat modell (DDM200)
• Talajtani paraméterek (AGROTOPO adatbázis)
• Klimatikus paraméterek (csapadék, átlaghımérséklet, besugárzás)
• Felszínborítás (CLC100, CLC50)
• Kistáj kataszter
• UTM 50, illetve 10 km-es rácsokra vonatkoztatott elıfordulási térképek
1. ábra Modellezett élıhely térkép
Minden alapadatot egy 25 hektáros (500m x 500m-es) rácsra vonatkoztat-tunk. Ennek eredményeképpen egy mintegy 370.000 rekordból álló alap-adatbázis jött létre, ami a biológiai modellezés alapját szolgáltatta. A bioló-gus szakértık fajonként, környezeti változókként és azok egyes értékeiként értékelték a potenciális élıhelyeket. Ezek összegzésébıl alakultak ki fajon-ként a nyers, becsült elıfordulási valószínőség értékek, illetve ezek rácsele-mekhez való rendelésével a modellezett elterjedési térképek. A modellezett
térképeknek elkészítettük egy olyan változatát is, melyben szőrtünk a megfi-gyelt elıfordulási térképekkel, azaz csak azon becsült elıfordulási területe-ket fogadtuk el, melyeterülete-ket megfigyelési adatok is alátámasztanak. A nyers térképek (mindkét változatban) több iteráción mentek keresztül. Ennek során többször, több szempont alapján finomítottuk az újra és újra levezetett térké-peket. A finomításokat elsısorban az élıhelyi alapadattábla változtatásával, ill. újabb környezeti paraméterek bevonásával végeztük. Fontos szempont volt a fajok elterjedési területén belül a tengerszint feletti magassággal való finomítás és a habitathoz kötıdésen kívül, a tömegessség figyelembe vétele is. Végeredményül minden fajra egy ötosztályos kategorizálású térkép szüle-tett: nem fordul elı; nagyon ritka vagy kérdéses; ritka; gyakori; nagyon gya-kori (1. ábra).
Egy-egy terület több faj számára is megfelel, így az élıhely model-leknél a fajok számát is figyelembe kellett vennünk. Elkészítettük a fajok elıfordulási értékeinek összegzésével a kumulált elıfordulási térképeket az egyes fajokra vonatkozó térképek fajcsoportonkénti integrálása révén (hüllık és kétéltőek, hüllık, kétéltőek, kétéltőek vízhez erısen kötıdık, kétéltőek vízhez kötıdés alapján átmeneti csoport, kétéltőek vízhez nem kötıdık, hül-lık vízhez erısen kötıdık, hülhül-lık vízhez kötıdés alapján átmeneti csoport, hüllık vízhez nem kötıdık, kisemlısök, védett kisemlısök, rágcsálók, ro-varevık, kis ragadozók, védett kis ragadozók, összes faj a vízhez erısen kö-tıdı kétéltőek kivételével). Az integrált fajcsoportonkénti értékeket az egyes csoportokba tartozó fajokra vonatkozó elıfordulási értékek összegeként állí-tottuk elı. Ezek térbeli kiterjesztéseként születtek meg a „kumulált élıhely denzitási” térképek (2. ábra).
Valamely állat akkor eshet elütés áldozatává, ha valamilyen okból az úttestre kerül. Az állatok egy része, pl. barna varangy a szaporodási idıszak-ban tömegesen vonul a szaporodó helyre, majd vissza. Más fajok, ilyenek a kisemlısök vagy a hüllık nagy része inkább territoriális viselkedéső. Azok az egyedek kerülnek potenciális gázolási helyzetbe, amelyek lakóterülete érinti az úttestet is. Az ilyen fajoknál az átlagosnál nagyobb mozgás elsısor-ban a nyár végi, ıszi szaporodási idıszak után figyelhetı meg, amikor a fia-tal egyedek megpróbálnak szabad lakóterületet szerezni maguknak. A hüllık fıként a hidegebb idıszakokban szívesen napoznak a gyorsan felmelegedı aszfaltutakon, ill. a déli kitettségő rézsükın. Gázolás szempontjából azok a helyek számítanak forrópontnak, ahol valamilyen vizes élıhely van a közel-ben. Az állóvizek elsısorban a vízhez erısebben kötıdı kétéltőfajok úttestre kerülésének valószínőségét fokozzák, a halastavak és folyóvizek, csatornák pedig a legtöbb emlısfaj számára közlekedési folyosót jelentenek. Nem vé-letlen, hogy a vidrák mortalitásában az elütésnek kiemelkedı szerepe van. A kétéltőek, hüllık és kistestő emlısök vonulási szokásaik, migrációs
képessé-gük alapján tehát nem tekinthetık egységes csoportnak. A tanulmányban tárgyalt fajokat e tekintetben tehát külön-külön kell értékelnünk.
2. ábra Kumulált élıhely denzitás térkép
Az élıhelyek összegzésénél kétfajta súlyozást alkalmaztunk. Egyrészrıl a fokozottan védett fajokat (rákosi vipera, csíkos szöcskeegér, nyugati földiku-tya) kétszeres súlyzó faktorral vettük figyelembe a konfliktus elemzésnél.
A fajok migrációs viselkedése attól is függ, hogy milyen élıhelyek fordulnak elı egymás közelében, milyen habitatokat érint az út. Emiatt a fajok migrációs viselkedését figyelembe véve, az ún. szituációs helyzetek alapján jellemeztük az útszakaszokat. A kétéltő és hüllı fajokat egy, szakér-tıi becslés alapján származtatott ún. migrációs kapacitás faktorral súlyoztuk.
• Erısen vízhez kötıdik, gyenge vándorlási kapacitással: w=1
• Közepesen vízhez kötıdik, gyenge vándorl. Kapacitással: w=2
• Szárazföldi, gyenge kapacitással: w=1
• Szárazföldi, közepes kapacitással: w=2
• Szárazföldi, nagy kapacitással: w=3
• Vízhez kötıdik, nagy kapacitással: w=3
• Vízhez kötıdik, közepes kapacitással: w=2
• A gyík és kígyófajok esetében migrációról nem beszélhetünk, de az útra kimennek, fıként napozni: w=1.
Az útszakaszokat azon szempont alapján osztályoztuk, hogy egy 1 km hosszú szegmens mentén 1-1 km széles sávban milyen fıbb élıhelyek fordulnak elı.
• Mindkét oldal szántó vagy beépített terület víztest nélkül: r=0.
• Mindkét oldalon szántó vagy beépített terület bármelyik oldalon gyenge víztesttel: r
=1.
• Mindkét oldalon szántó vagy beépített terület bármelyik oldalon jó víztesttel: r =2.
• Egyik oldalon szántó vagy beép.ter., másik oldalon bármilyen erdı vagy gyep víz-test nélkül: r=1.
• Mindkét oldalon rossz erdı vagy mindkét oldalon gyep víztest nélkül: r=1.
• Mindkét oldalon jó erdı víztest nélkül: r=2.
• Mindkét oldalon víztest gyepes környezetben: r=3.
• Mindkét oldalon víztest erdei környezetben: r=3.
• Egyik oldalon víztest, másik oldalon gyep: r=4.
• Egyik oldalon víztest, másik oldalon erdı: r=5.
3. ábra Az útszakaszok „szituációs értéke”
A térbeli modellezést az úthálózati adatbázis geometriai adatai illetve a CLC100 és CLC50 adatbázisok alapján végeztük. Egy magyarországnyi kiterjedéső, 1 x 1 km-es szabályos rácsot elmetszettünk az úthálózattal, majd a meghatároztuk a megszületı metszet poligonok alatti domináns földhasz-nálatot. Illetve minimum 20%-os elıforduláső vizes élıhely esetén ezt korri-gáltuk a fenti rangsorolásban használt kategóriáknak megfelelıen. Ezután egy saját fejlesztéső program segítségével meghatároztuk a szabályos
rács-ban elıforduló élıhelytípus párokat, amelyek közül a legnagyobb értékkel jellemzettet rendeltük a rácselemhez, mint az általa tartalmazott útszakaszok
„szituációs értéke” (3. ábra).
A KHEM Közlekedési Infrastruktúra Fıosztály rendelkezésünkre bo-csátotta a Magyarszági Úthálózati Adatbázist 2008-as forgalmi adatokkal együtt, térinformatikai elemzésekre alkalmas formában. Az adatbázisbıl végülis kétfajta információt használtunk fel.
• Tematikusan az átlagos napi forgalmi adatokat, ezeket is kategorizálva, a numerikus adatokat négy csoportba sorolva.
• Az utak geometriai adatbázisa viszont alapvetı szerepet kapott, ugyanis a végsı elemzés adatait az ebben szereplı útszakaszok rendeltük, mint térbe-li entitásokhoz. Ugyancsak felhasználtuk ezen térbetérbe-li információkat az elı-zı fejezetben tárgyalt módon az utak környezetének jellemzésére.
Konfliktus térképek elkészítése
Számos lehetséges közelítést mérlegelve és kipróbálva, úgy döntöttünk, hogy a konfliktusok modellezésének alapelemét az úthálózati adatbázis térbeli entitásai, az útszakaszok lesznek. Megırizve az élıhelyekre levezetett in-formációk térbeli finomságát (25 ha), ezen útszakaszokra integráltuk az álta-luk érintett területekre levezetett különbözı információkat. Az úthálózati adatbázist a következı tematikus információkkal bıvítettük ki:
• Forgalmi kategória
• Útszakasz szituációs rangsorérték
• Emlıs össz fajérték
• Hüllı össz fajérték
• Kétéltő össz fajérték
• Összes faj a vízhez erısen kötıdı kétéltőek kivételével össz fajérték
• Vízhez erısen kötıdı kétéltőek össz fajérték
• Emlıs elıforduló fajok száma
• Hüllı elıforduló fajok száma
• Kétéltő elıforduló fajok száma
• Összes faj a vízhez erısen kötıdı kétéltőek kivételével fajok száma
• Vízhez erısen kötıdı kétéltőek fajok száma
• Emlıs átlagos fajérték
• Hüllı átlagos fajérték
• Kétéltő átlagos fajérték
• Összes faj a vízhez erısen kötıdı kétéltőek kivételével átlagos fajérték
• Vízhez erısen kötıdı kétéltőek átlagos fajérték
4. ábra Habitatfragmentációs konfliktus térkép
Ezek felhasználásával vezettük le a habitat fragmentációs veszélyeztetettségi értékeket az egyes fajcsoportokra útszakaszonként a forgalom kategóriaér-ték, a fajcsoportokra vonatkozó átlagos fajérkategóriaér-ték, illetve a kétéltőek és a hül-lık esetében az útszakasz szituációs érték összegzésével, amelyben második közelítésben a forgalmi adatot feles súllyal vettük figyelembe. Így a további 5, végeredmeny mezıvel bıvült az úthálózati adatbázis:
• Emlıs konfliktus értékelés
• Hüllı konfliktus értékelés
• Kétéltő konfliktus értékelés
• Összes faj a vízhez erısen kötıdı kétéltőek kivételével konfliktus értékelés
• Vízhez erısen kötıdı kétéltőek konfliktus értékelés
Az elkészített konfliktus térképek a potenciális veszélyeztetettség, elgázolás valószínőségét mutatják meg a fajok biológiai tulajdonságai, a környezet számos paramétere és a közút forgalmi adatai alapján (4. ábra).
Köszönetnyilvánítás: Munkánkat a KIOP –3.1.2-2008-09-0002/1sz. szerzıdés keretében végeztük. Külön köszönet Matus Juditnak a térinformatikai feladatokban végzett lelkiismeretes munkájáért.