Бабочки особенно чувствительно реагируют на изменения окружающей среды, как показало недавно опубликованное исследование TUM, в котором оценивались изменения в сообществе видов за период около 200 лет. Долгосрочное существование местных популяций бабочек в природоохранной зоне очень важно, чтобы личинки успешно развивались.
Используя аэрофотоснимки высокого разрешения, сделанные дронами, Ян К. Хабель из группы исследования экологии суши ТУМ исследовал микроместа обитания личинок двух исчезающих видов бабочек.
«Высокое разрешение всего в несколько сантиметров на пиксель, которое стало возможным в результате полетов на малых высотах, дает информацию о структурах микроместообитаний на относительно большой территории», – сказал Хабель. Микро-среда обитания – это характерная среда обитания, особая территория, в которой растут определенные гусеницы-хозяева, с определенной плотностью растительности и где тени и влажность создают особый микроклимат. Микрореда обитания личинок бабочек могут существенно отличаться от мест обитания взрослых бабочек.
Информация, полученная в масштабе такого микроместа обитания, затем может быть применена к уровню ландшафта – Хабель и его команда сначала выполнили это для известняковых луг, Дитершаймер Бренне около Фрайзинга, расположенного на краю Изара в Германии.
Прежде всего, небольшая часть общей площади исследуемой территории была исследована и произведен поиск яиц, отложенных бабочками обыкновенной синей (Polyomatus icarus) и синей адонисовой (Polyomatus bellargus) на трилистнике обыкновенной птичьей лапки (Lotus corniculatus). В то же время была собрана информация обо всех структурах микроместо обитания, таких как высота растительности, целинная почва, расстояние до кустов (в качестве косвенного показателя потенциальной тени).
На втором этапе дрон (квадрокоптер), оснащенный камерой высокого разрешения, пролетел над всей территорией. Пятна, идентифицированные как подходящие микроместа обитания и, таким образом, потенциальные места отложения яиц, идентифицированные на первом рабочем этапе, были введены в качестве точных обучающих точек GPS в модель, которая затем использовалась для прогнозирования аналогичных мест потенциально подходящих микропредприятий для личинок бабочек на уровне ландшафта.
Данные были применимы к более высоким уровням
Таким образом, ученым удалось применить информацию, собранную на месте в масштабе всего несколько сантиметров, на уровне ландшафта – с предсказательной точностью более 80 процентов: ручной осмотр большинства подходящих мест, предсказанных Модель в полевых условиях также выявила необычайно большое количество яиц от соответствующих видов бабочек.
Такое использование беспилотных летательных аппаратов для обнаружения структур микроместо обитания показывает, что аэрофотоснимки с высоким разрешением могут расширить рамки экологических полевых исследований, преодолеть разрыв между масштабами и помочь сделать меры по охране природы более проверяемыми, более эффективными и действенными – в том числе на уровне ландшафта – особенно когда речь идет о конкретных видах, имеющих значение для сохранения природы. «Наше исследование также демонстрирует, что весь жизненный цикл организмов, таких как бабочки, должен приниматься во внимание при составлении рекомендаций по мерам по сохранению», – сказал Хабель, комментируя результаты, – «потому что исследование показывает, насколько чутко реагируют организмы, даже до минимальных изменений.«С другой стороны, неоднородный ландшафт, состоящий из открытых лугов, чередующихся с кустарниками и другими источниками тени, положительно повлиял на изученные виды бабочек.
В дополнение к отслеживанию подходящих мест обитания для редких бабочек, прибрежная растительность вдоль рек в Восточной Африке в настоящее время оценивается с помощью беспилотных летательных аппаратов в тесном сотрудничестве с Трирским университетом и Боннским музеем Александра Кенига, который также возглавляет Ян К. Хабель из ТУМа. Высокоскоростные компьютерные кластеры используются для размещения тысяч отдельных фотографий на ортофотоплане высокого разрешения.
Эти большие аэрофотоснимки предоставляют подробную информацию о степени опустошения среды обитания, деградации всего ландшафта, функциональной способности экосистем и их устойчивости. На основе этих наборов данных ученые разрабатывают стратегии будущих природоохранных стратегий и режимов устойчивого землепользования.