Småvatten och groddjur i Täby kommun : detektering av småvatten i högupplösande satellitdata och GIS-modellering av habitatnätverk för vanlig groda och vanlig padda

瑞典. Småvatten är trots sin ringa storlek ekologiskt betydelsefulla och fungerar som habitat för många arter. För groddjur spelar de en avgörande roll för fortplantningen eftersom småvatten används som lekmiljö. Populationer av groddjur minskar idag över hela världen och två av de största hoten mot groddjur är habitatförlust och habitatfragmentering. I Sverige har många småvatten försvunnit som en effekt av förändrad markanvändning under de senaste århundraden. I denna studie användes multispektral högupplösande data från satelliten Quickbird (2,8 m upplösning) för att undersöka två metoder att lokalisera små vattenkroppar i landskapet. De två metoderna var 1) Maximum-likelihood-klassning (ML-klassning) och 2) tröskling av objektsbaserat framtagna segment i NIR-bandet, NDVI (normalized difference vegetation index) och NDWI (normalized difference wetness index). ML-klassningen gjordes även för all mark i det studerade området och totalt 10 markklasser användes. Studieområdet omfattade Täby kommun i Stockholms län. Ingen av metoderna fungerade tillfredsställande och resulterade i en kraftig överrepresentation av småvatten och låga noggrannheter (total noggrannhet för ML-klassningen: 53 %). Skuggor var det största problemet. Segmenteringsmetoden kan dock ha en bättre potential för att utvecklas och förbättras jämfört med ML-klassningen. Vid fysisk planering och naturvård är det viktigt att identifiera spridningsvägar och ekologiska infrastrukturer. Därför undersöktes också en metod för att ta fram habitatnätverk för vanlig padda (Bufo bufo) och vanlig groda (Rana temporaria) med hjälp av en modell i GIS. En markanvändningskarta sammanställdes och tilldelades friktioner med avseende på groddjurs framkomlighet. Verktyget Cost Distance i ArcGIS användes sedan för att räkna fram migrationszoner runt lekvattnen. Tillsammans utgör zonerna habitatnätverk. Optimistiska och pessimistiska scenarier beräknades för de två arterna i Täby kommun. Effekterna av friktionsvärden och vägbarriärer analyserades också. Resultaten från GIS-modelleringen visade att padda hade bättre förutsättningar för spridning och mer sammanhängande nätverk än groda. Några områden var mer gynnsamma men flera svaga spridningszoner identifierades och barriärer i form av vägar skar kraftigt av kontakten mellan lekvattnen. Friktionernas magnitud hade stor inverkan på nätverkens totala areal och var ibland avgörande för konnektiviteten. Modellen är begränsad till enkla antaganden och variabler, vilket gör att resultaten ska betraktas med försiktighet. En kontroll mot utvärderingsdata skulle därför behövas. Studien visar dock att ett färdigt verktygspaket i ett GIS-program förefaller att fungera väl för modellering av groddjurs habitatnätverk och metoden demonstrerar potentialen för användning av GIS som redskap vid arbete med naturvård och fysisk planering.

英语. Despite their size, small ponds are ecologically important and act as a habitat for many species. For amphibians they play a significant role for reproduction given that ponds are used as breeding sites. At present amphibian populations are decreasing worldwide and two of the biggest threats they face are habitat destruction and habitat fragmentation. In Sweden many small ponds have disappeared over the last centuries as an effect of changes in the way land is utilized. In this study multispectral, very high resolution data from the satellite Quickbird (2.8 m pixels) was used to investigate two methods for detecting small water bodies in the landscape. The two methods were: 1) Maximum Likelihood (ML) classification and 2) thresholding object-oriented produced segments in the NIR-band, NDVI (normalized difference vegetation index) and NDWI (normalized difference wetness index). The ML-classification, with 10 classes, was also carried out for all land in the examined area. The study area was Täby municipality in the Stockholm region. None of the methods were satisfactory, resulting in a strong overrepresentation of ponds and low accuracy values (overall accuracy for the ML-classification: 53%) with shadows posing the biggest problem. The object-oriented segmentation method, however, may have a higher potential for further development and improvement than the ML-classification. In physical planning and conservation it is important to identify dispersal zones and ecological infrastructures. Therefore, a method for creating habitat networks for Common toad (Bufo bufo) and Common frog (Rana temporaria) was tested using a GIS model. A land use map was compiled and each land use class was assigned a friction value on the basis of amphibian passability. With the tool Cost Distance in ArcGIS, migration zones were calculated around breeding sites. Together the zones represent the habitat network. Optimistic and pessimistic scenarios were created for the two species and the effects of friction values and road barriers were analyzed. The results from the GIS modelling indicated that the common toad had better opportunities for dispersal than the common frog. Some areas were more favourable than others but a number of weak dispersal zones were identified. Furthermore, road barriers cut off the contact between breeding sites significantly. The magnitude of friction values had a great impact on the total size of habitat networks and sometimes had a crucial effect on connectivity. The model is confined to simple assumptions and variables, hence the results should be viewed with caution and a control with reference data is required. The study, however, shows that a ready to use tool-set in a GIS software appear to work well for modelling amphibian habitat networks. The method used shows the potential of using GIS as an instrument in conservation and physical planning.