lauantai 9. elokuuta 2014

Pyyn tiehys linja-arviointimenetelmällä




Line transect census of Hazel Grouse (Tetrastes bonasia). Determination of observational correction coefficients in different time of breeding season.

Pyytä on pidetty kanahaukan perusruokavalioon kuuluvana saaliseläimenä. Tosin viime vuosina useimmin kanahaukan pesiltä on löytynyt rastaiden ja varislintujen saalisjätteitä. Tästä huolimatta tai ehkä juuri sen takia olen ottanut tavakseni, petolintuseurantojen yhteydessä, selvittää pyiden vuosittaiset tiheydet linjalaskennoilla. Laskenta on pääosin suoritettu kuusivaltaisilla mustikkatyypin biotoopeilla. Laskentakilometrit ovat vaihdelleet vuosittain 140-340 km välillä.

Olen käyttänyt yksikkönä paria/km2. Pariksi on tulkittu: yksittäinen lintu, 2 lintua (pariutuneet), poikue. RKTL ilmoittaa tiheydet syksyisin yksilöä/km2, jossa myös poikaset laskettu lukumäärään mukaan. Tulokset eivät siis ole suoraan keskenään vertailukelpoisia.

Linjalaskennassa erotetaan 25+25m pääsarka (MB) ja sen ulkopuolinen apusarka. Yhdessä niitä kutsutaan tutkimussaraksi (SB). Laskennat on yleensä suoritettu aamupäivisin klo 04:00 – 12:00 välisenä aikana. Jotta havaintoja saataisiin riittävästi, olen suorittanut laskennat huhti-heinäkuun aikana. Eri kuukausien havainnot on käsitelty erikseen, koska pyyn havaittavuus on huomattavan erilainen pesimäkauden eri vaiheissa. Huhti-toukokuussa pyykoiraat viheltelevät innokkaasti ja havaittavuus on hyvä muutoin vielä melko hiljaisissa metsissä. Normaaliin linjalaskenta-aikaan kesäkuussa havaittavuus on heikoin. Naaraat makaavat tiukasti pesillään eivätkä koiraat enää vihellä. Voi helposti kävellä yli 50 km MT-kuusikossa ilman yhtään pyyhavaintoa.  Heinäkuussa havaittavuus taas paranee poikueiden myötä. 

Teoriassahan parimäärä pitäisi huhti-heinäkuussa olla melko suora tai (kuolevuuden takia) loivasti laskeva käyrä, eikä pomppia ylös-alas. Tietysti tarkalleen samaa tiheyttä saman vuoden eri kuukausina ei odoteta, koska ei tutkita joka kuukausi samaa neliötä, vaan tutkimusalueen eri kolkkia.
Ennen kuukausittaisten korjauskerrointen määrittämistä, halusin korjata vuosittaista vaihtelua. Eri vuosina pyykanta vaihtelee ja tämä näkyy tietysti myös kuukausikohtaisissa havainnoissa. Tämän tein seuraavasti: Määritin ensin havaintokeskiarvon kullekin vuodelle (2010 - 2014) erikseen (Xv). Vuosittaisista keskiarvoista otettiin edelleen keskiarvo (Xvn). Kuukauden korjattu tiheys linjakilometriä kohti (N’k) saatiin tällöin kaavasta (1):               
 
Eq.1. Calculation of montly correction

missä Nk on korjaamaton linjatiheys tietyn vuoden tietyssä kuussa.
Tämän jälkeen päästiin määrittämään kuukausikohtaiset korjauskertoimet. Päälaskentakuukaudelle eli toukokuulle annettiin arvo 1.0 ja muiden kuukausien korjaukset laskettiin vertaamalla toukokuun (2010-2014) keskiarvotiheyteen. Oletuksena oli, että laskentareitit valikoituivat vuosittain satunnaisesti eri kuukausille. Kuten taulukosta 1 nähdään, huhtikuussa havaittavuus oli keskimäärin 1.5-kertaa suurempi kuin toukokuussa. Kesäkuussa havaittavuus oli alle 30 % toukokuun arvosta.
 
Tbl1. Montly (Apr-Jul) observations / line km of grouse in 2010-2014 and thus formed observability indices
Seuraavaksi pitää määrittää ns. kuuluvuuskerroin (K), jotta päästään käyttämään koko tutkimussarkaa. Kuuluvuuskertoimella pystytään koko havaintoaineistoa vähentämään pelkän pääsarkalaskennan aiheuttamaa satunnaisvaihtelua. Tietysti itse kertoimen määritys pitäisi tehdä tarkasti ja riittävän suuresta aineistosta, koska se suoraan määrää parimäärän, linjatiheyden ohella. (Parimäärä=K*linjatiheys).
R. A. Väisänen on laskenut kuuluvuuskertoimen (K) alla olevasta kaavasta:

Eq.2. Calculation of correction coefficient for line transect censuses by R.A. Väisänen


missä p tarkoitta pääsarkahavaintojen osuutta kaikista havainnoista.

Enää en muista, mistä todennäköisyysfunktioavaruudesta Väisänen otti tuon neliöjuurtamisen, mutta oikeaa tulosta se ei anna. Oikea parimäärä vähäisillä apusarkahavainnoilla saadaan yksinkertaisesti: 

Eq.3. Calculation of correction coefficient for line transect censuses by T.O. Niemi

                                                                           
Problematiikkaa on havainnollistettu alla olevassa kaaviossa:

Diag1. Comparison of correction coefficients and densities Väisänen (K,km)/Niemi (K',km')  with different SB-observation numbers when MB-obeservations are set to 1.

Kaaviossa pääsaralla havaitaan yksi yksilö jokaista kilometriä kohti, mutta tutkimussarkahavainnot/km, jotka esitetty x-akselilla kasvavat oikealle. K-kertoimet (K=Väisänen, K’=Niemi) lähenee nollaa tutkimussarkahavaintojen kasvaessa, mutta parimäärä pitäisi olla koko ajan 20. Nähdään että juurrettu funktio ylikorostaa parimäärää lajeilla, joilla pääosa havainnoista tulee pääsaralta.

Väisänen on jostain aineistosta laskenut p-suhteeksi 0.629 (K= 15.63). Minä laskin tämän kevään aineistosta 0.667 (K’= 13.34), jota olen käyttänyt tässä tarkastelussa.

Koska pääsarankin linnuista osa jää havaitsematta, on lisäksi laskettu yleinen korjauskerroin, jonka arvoksi saatiin 0.76. Näiden kertoimien jälkeen päästää muodostamaan pyyn kuukausikohtaiset parimäärät ja edeleen vuosikohtainen parimäärä.

Eq4. Calculation of density
Pyyn laskettu tiheys linjalaskennoissa 2010 – 2014 on esitetty taulukossa 2.

Tbl2. Calculated densities of Hazel Grouse in Northern Satakunta, years 2010-2014

Satunnaisvaihtelun sallimissa rajoissa usein tyydytään vertailemaan vain runsausindekseillä. Eli selvitetään sitä, miten populaatiotieheys vaihtelee vuosittain. Kaaviossa 2 on esitetty pyyn tiheys tutkimusalueella vuosina 2008-2014. Vuoden 2008 arvoksi on asetettu 100.

Diag.2. Relative abundance of Hazel Grouse. Years 2008-2014. Value of 2008 is set to 1.

Linjalaskentametodi ei luonnollisesti ole absoluuttinen. Verrattuna todellisiin tiheyksiin, virhettä aiheuttaa normaali otoksen määrittämiseen liittyvä problematiikka, satunnaisvaihtelut mm. havaittavuudessa ja käytetty kuuluvuuskerroin. Itse olisin taipuvainen suosittelemaan pelkän pääsarka-aineiston käyttämistä lajeilla, joilla pääsarkahavaintojen osuus on suuri.