BAZA DANYCH PRZESTRZENNYCH W ZARZĄDZANIU ZASOBAMI ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO

Transkrypt

1

2 BAZA DANYCH PRZESTRZENNYCH W ZARZĄDZANIU ZASOBAMI ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO pod redakcją Barbary Tokarskiej-Guzik, Ryszarda Chybiorza i Jerzego B. Parusela Katowice 2015

3 Publikacja opracowana w ramach projektu pt. Ogólnodostępna baza danych bio- i georóżnorodności Województwa Śląskiego integralna część Otwartego Regionalnego Systemu Informacji Przestrzennej, BIOGEO-SILESIA ORSIP. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego na lata Recenzent: Dr hab. prof. US Zofia Sotek Uniwersytet Szczeciński Redaktorzy publikacji: Barbara Tokarska-Guzik Ryszard Chybiorz Jerzy B. Parusel Zdjęcia na przedniej okładce: Ryszard Chybiorz, Henryk Kościelny, Barbara Tokarska-Guzik Zdjęcia na tylnej okładce: Michał Achtel, Beata Babczyńska-Sendek, Agnieszka Błońska, Jacek Gorczyca, Wojciech Krawczyński, Eligiusz Szełęg, Barbara Tokarska-Guzik, Zbigniew Wilczek Zdjęcia tytułowe rozdziałów: Michał Achtel (rozdz , 3.1, 5); Ryszard Chybiorz (rozdz ); Henryk Kościelny (rozdz ); Jerzy Nita (rozdz ); Barbara Tokarska-Guzik (rozdz. 1, 2, 3.2, 3.2.2, 3.3, 4) Copyright by Uniwersytet Śląski, Katowice 2015 EGZEMPLARZ BEZPŁATNY ISBN (wersja drukowana) (wersja elektroniczna) Opis bibliograficzny: Chybiorz R. i in System informatyczny BIOGEO-SILESIA i bazy danych. Ogólnodostępna Baza Danych. Dane o różnorodności biologicznej i georóżnorodności. [w:] B. Tokarska-Guzik, R. Chybiorz, J. B. Parusel (red.). Baza danych przestrzennych w zarządzaniu zasobami środowiska przyrodniczego województwa śląskiego: Uniwersytet Śląski w Katowicach, Katowice Redakcja: Barbara Tokarska-Guzik, Ryszard Chybiorz, Jerzy B. Parusel Projektant okładki: Agencja Reklamowa Cieślik "Studio L" Sp. J., ul. Sołtysowska 1, Kraków Redakcja techniczna: Agencja Reklamowa Cieślik "Studio L" Sp. J. Korektor: Agencja Reklamowa Cieślik "Studio L" Sp. J. Łamanie: Agencja Reklamowa Cieślik "Studio L" Sp. J. Nakład: 150 szt. Druk i oprawa: Agencja Reklamowa Cieślik "Studio L" Sp. J.

4 Spis treści PRZEDMOWA ROZDZIAŁ 1 Wprowadzenie - Tokarska-Guzik B., Chybiorz R., Parusel J.B Zasoby przyrody województwa śląskiego stan zbadania, bogactwo i zagrożenia Dziedzictwo geologiczne i geomorfologiczne - Chybiorz R., Krawczyński W., Szełęg E., Tyc A., Włodyka R Dziedzictwo przyrody ożywionej - Babczyńska-Sendek B., Nowak T., Fojcik B., Błońska A., Woźniak G., Sierka E., Rostański A., Orczewska A., Wilczek Z., Gorczyca J., Strzelec M., Krodkiewska M., Parusel J.B., Tokarska-Guzik B Ochrona zasobów przyrodniczych i zarządzanie środowiskiem w województwie śląskim Ochrona zasobów przyrodniczych - Kimel K., Skrzypiec P Zarządzanie środowiskiem - Guzik O., Bielich K. ROZDZIAŁ 2 Rola systemów informacji przestrzennej w gromadzeniu danych i zarządzaniu środowiskiem teoria i praktyka 2.1. Ogólnodostępne systemy gromadzenia danych o różnorodności biologicznej i możliwości ich wykorzystania - Tykarski P Geoportal form ochrony przyrody Regionalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska w Katowicach - Skrzypiec P., Zielonka M Otwarty Regionalny System Informacji Przestrzennej (ORSIP) Geoportal Województwa Śląskiego - Wojnowski P., Wanic B Zasoby danych opisowych i przestrzennych o różnorodności biologicznej i georóżnorodności województwa śląskiego ocena na podstawie wyników ankiety - Bula R., Nita J. ROZDZIAŁ 3 System informatyczny BIOGEO-SILESIA i bazy danych 3.1. Założenia metodyczne i struktura Ogólnodostępnej Bazy Danych - Pasierbiński A., Parusel J.B., Chybiorz R., Frąckowiak J., Tokarska-Guzik B Ogólnodostępna Baza Danych Dane o różnorodności biologicznej i georóżnorodności - Chybiorz R., Babczyńska-Sendek B., Rostański A., Gorczyca J., Pasierbiński A., Fojcik B., Nowak T., Bzdęga K., Woźniak G., Strzelec M., Krodkiewska M., Bula R., Urbisz Al., Sierka E., Jędrzejczyk-Korycińska M., Błońska A., Bardziński W., Kurowska E., Nita J., Waga J. M., Orczewska A., Tokarska-Guzik B Flora Fauna Mszaki Rośliny naczyniowe Dokumentacja zielnikowa Inwazyjne gatunki roślin obcego pochodzenia Flora i roślinność terenów poprzemysłowych Bezkręgowce Kręgowce Gatunki zwierząt obcego pochodzenia

5 Roślinność i siedliska przyrodnicze Zbiorowiska roślinne Siedliska przyrodnicze Potencjalne siedliska przyrodnicze Geostanowiska Ochrona przyrody - Parusel J.B., Luty A., Wrońska A., Sokół K. Gatunki i siedliska przyrodnicze w aktach prawnych Czynna ochrona przyrody Korytarze ekologiczne Ostoje przyrody ożywionej Monitoring przyrodniczy Ośrodki edukacji ekologicznej i ścieżki przyrodnicze - Kloczkowska A Baza danych "Zmiany zagospodarowania doliny górnej Odry od XVIII wieku do czasów współczesnych w aspekcie zagrożenia powodziowego" - Czaja S. W., Machowski R., Szolc Ł Rozwój osadnictwa i historia budowy urządzeń hydrotechnicznych Zagrożenie powodziowe ROZDZIAŁ 4 Systemy monitorowania środowiska 4.1. Ogólnodostępne systemy gromadzenia danych o różnorodności biologicznej i możliwości ich wykorzystania - Szumowska A., Szymańska-Kubicka L., Bednarski G., Szczygieł A Cele i zadania Struktura Państwowego Monitoringu Środowiska Badania stanu środowiska w województwie śląskim Podsystem monitoringu jakości powietrza Podsystem monitoringu jakości wód Podsystem monitoringu hałasu Podsystem monitoringu pól elektromagnetycznych Oceny i prognozy stanu środowiska 4.2. Systemy monitorowania środowiska w Ogólnodostępnej Bazie Danych - Pasierbiński A., Parusel J.B., Chybiorz R., Tokarska-Guzik B. ROZDZIAŁ 5 Wyzwania przyszłości - Parusel J.B., Tokarska-Guzik B., Chybiorz R., Pasierbiński A Wybrane piśmiennictwo Uczestnicy projektu

6 ROZDZIAŁ 3 System informatyczny BIOGEO-SILESIA i bazy danych 3.1. Założenia metodyczne i struktura Ogólnodostępnej Bazy Danych Celem bezpośrednim Projektu BIOGEO-SILESIA ORSIP, a zarazem zasadniczym produktem było utworzenie bazy bio- i georóżnorodności stanowiącej integralną część Otwartego Regionalnego Systemu Informacji Przestrzennej (ORSIP), która umożliwi powszechny i nieodpłatny dostęp do informacji o środowisku przyrodniczym oraz pozytywnie wpłynie na poprawę jakości zarządzania środowiskiem w województwie śląskim, w tym na integrację działań na rzecz jego zrównoważonego rozwoju. Zgodnie z założeniami Projektu baza bio- i georożnorodności, inaczej Ogólnodostępna Baza Danych (OBD), miała zawierać dane z 19 usystematyzowanych, tematycznych zbiorów danych reprezentujących różnorodność biologiczną oraz opis i rozlokowanie geostanowisk na terenie województwa śląskiego (rozdz. 3.2), których zakres merytoryczny powinien z kolei umożliwić zdefiniowanie i uruchomienie po stronie ORSIP 20 systemów monitorowania środowiska (rozdz. 4.2). Wytworzenie bazy było zadaniem, na które składały się łączne działania zespołu projektowego Lidera Projektu Uniwersytetu Śląskiego (UŚ) oraz zespołu Partnera, reprezentowanego przez Centrum Dziedzictwa Przyrody Górnego Śląska i Śląskie Centrum Społeczeństwa Informacyjnego, jak również działania wykonawcy systemu informatycznego BIOGEO-SILESIA firmy ESRI Polska Sp. z o.o. Techniczne podstawy do zafunkcjonowania OBD, zgodnie z przyjętą koncepcją, miał dostarczyć system informatyczny BIOGEO- SIELSIA (w skrócie System BIOGEO), stanowiący zalążek dedykowanego, eksperckiego systemu GIS do obsługi baz danych przestrzennych, przyrodniczych i środowiskowych w Uniwersytecie Śląskim. Zadanie to, okazało się jednak nietrywialne i to nie tylko ze względu na widoczną złożoność informacyjną budowanej bazy danych, czy też złożoność systemów monitorowania środowiska 33, ale przede wszystkim z uwagi na obiektywne okoliczności wynikające z trudności w synchronizowaniu prowadzonych równolegle, niezależnie dwóch komplementarnych projektów: przedmiotowego projektu BIOGEO-SILESIA oraz ORSIP 34. W tej sytuacji, dla prawidłowej realizacji Projektu i wypełnienia jego głównego celu kluczowe było zdefiniowanie technicznych wymagań, które zapewniłyby poprawną implementację wytworzonej bazy danych w systemie ORSIP, do Portalu Przyroda (ryc. 34). 33 Systemy monitorowania środowiska stanowią integralną część OBD w formie dedykowanych tabel oraz skryptów obliczeniowych w języku Phyton, które logiczne reprezentują wielowymiarową macierz wskaźników definiowaną przez przestrzenny układ siatek kartograficznych, ATPOL i EUROSTAT. 34 Ze względu na faktyczną rozłączność i niezależność prawną obu projektów tj. odrębne umowy o dofinansowanie w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego (RPO WSL). 73

7 Ryc. 34. Schemat struktury i powiązań systemu BIOGEO-SILESIA Uniwersytetu Śląskiego i Otwartego Regionalnego Systemu Informacji Przestrzennej (ORSIP) Województwa Śląskiego Ostatecznie zdefiniowano minimalne wymagania interoperacyjności OBD zapewniające niezbędne warunki komplementarności wobec ORSIP takie jak 35 : opracowanie modelu danych na podstawie specyfikacji technicznej ISO/TS lub innej równoważnej (wymóg dot. właściwego udokumentowania wyników prac); opracowanie OBD w formie profesjonalnej geobazy 36 w wersji 10.1 w technologii ESRI Inc. działającej w środowisku relacyjnej bazy danych Oracle 11 g SE; zapewnienie reguły dotyczącej tworzenia, nazewnictwa tabel, atrybutów oraz typów danych, w tym również ograniczeń jakie wynikają łącznie z zastosowania produktów technologii ESRI Inc. oraz Oracle Inc; przygotowanie dedykowanych uogólnionych widoków bazy danych Oracle na potrzeby publikacji OBD w ORSIP; zastosowanie typu ST_GEOMTERY oraz tabel intersekcji do implementacji struktury bazy danych w geobazie. W rezultacie prac wykonawcy, zgodnie z założeniami technicznymi odpowiadającymi celom projektu, opracowany został system informatyczny BIOGEO-SILESIA, którego zasadniczym zadaniem było wsparcie procesu wytworzenia i weryfikacji OBD 37. Ostatecznie przyjęta, architektura systemu BIOGEO zakłada podział na kilka komponentów funkcjonalnych: portal mapowy (ryc. 35), moduł edycji danych, moduł administratora, moduł zarządzania bazą danych oraz moduł analiz. Do implementacji tego rozwiązania wykorzystano następujące produkty: serwer relacyjnej bazy danych PostgreSQL 9.2.2, serwer CMS Joomla 3.2.0, serwer mapowy / serwer aplikacji ArcGIS for Server , Kluczowe dla właściwego zdefiniowania wymagań wobec OBD było zapewnienie zgodności OBD w stosunku do zastosowanych technologii informatycznych po stronie systemu ORSIP, gdzie do utrzymania oraz publikacji, udostępniania danych przestrzennych zastosowano serwer mapowy ArcGIS Server SE ver 10.1 oraz relacyjną bazę danych Oracle SE 11g. 36 Geobaza model przechowywania danych przestrzennych i atrybutowych opracowany przez firmę ESRI Inc. 37 Zamówienie obejmowało również wiele innych zadań, w tym przeprowadzenie warsztatów wymagań, opracowanie projektu technicznego, opracowanie procedur migracji / i załadowania danych z 19 baz danych do OBD (patrz rozdz. 3.2), wreszcie opracowanie systemu informatycznego i przeprowadzenie testów oraz zaimplementowanie OBD po stronie ORSIP.

8 serwer katalogowy ESRI Geoportal Server 1.2.4, środowisko narzędziowe pakietu ArcGIS Desktop Standard wsparte przez dedykowane rozszerzenie tego pakietu pasek narzędziowy BIOGEO. Ryc. 35. Interfejs portalu mapowego systemu informatycznego BIOGEO-SILESIA Interfejs portalu mapowego systemu BIOGEO-SILESIA dostępny jest również publicznie, gdzie w ramach przedmiotowego projektu jego zadaniem jest publikowanie danych wchodzących w skład bazy danych Zmiany zagospodarowania doliny górnej Odry od XVIII wieku do czasów współczesnych w aspekcie zagrożenia powodziowego (zalania doliny) 38. System BIOGEO charakteryzuje się skalowalną budową modułową. Z samego charakteru takiego rozwiązania wynikają możliwości rozbudowy, polegające na dodaniu kolejnych zasobów do dyspozycji relacyjnej bazy danych, czy kolejnego serwera realizującego dostęp do danych przestrzennych w formie usług webservice. Struktura Ogólnodostępnej Bazy Danych (OBD) Postęp w dziedzinie technik geoinformatycznych w ostatnich dekadach przyczynił się do wzrostu zainteresowania tymi metodami oraz zaowocował licznymi przykładami ich zastosowań w różnych dziedzinach badań przyrodniczych. Rozwój systemów informacji geograficznej (GIS) nie byłby możliwy bez jednoczesnego postępu w dziedzinie informatyki. Coraz szybsze komputery pozwalają na analizowanie większych zasobów danych przy użyciu wyszukanych narzędzi analitycznych, a coraz łatwiejszy dostęp do materiałów i informacji pozyskanych metodami teledetekcji satelitarnej i lotniczej przyczynia się w istotny sposób do poszerzenia wiedzy o środowisku przyrodniczym. Wszystkie te czynniki sprzyjają gromadzeniu danych o przestrzennym rozmieszczeniu gatunków i innych elementów przyrody ożywionej i nieożywionej. Współczesne bazy danych o różnorodności biologicznej gromadzą różnego rodzaju dane (por. także rozdz. 2.1). Najczęściej są to dane dwojakiego typu: dotyczące biologii i ekologii gatunków oraz informacje o ich przestrzennym rozmieszczeniu. Część współczesnych baz dostępnych on-line skupia się tylko na jednym z tych aspektów, drugi traktując marginalnie. Jednym z najbardziej znanych przykładów bazy gromadzącej dane o rozmieszczeniu gatunków roślin i zwierząt w skali globalnej jest wspomniany wcześniej Global Biodiversity Information Facility GBIF ( 38 Teren opracowania obejmuje obszar doliny Odry leżący w obrębie woj. śląskiego (subregion zachodni obejmujący gminy: Gorzyce, Krzyżanowice, Lubomia, Racibórz, Rudnik, Nędza i Kuźnia Raciborska o powierzchni około ha) nazwa skrócona Zmiany zagospodarowania doliny górnej Odry (rozdz. 3.3). 75

9 W bazie GBIF zgromadzono do tej pory ponad 500 milionów rekordów dla prawie 1,5 miliona gatunków z całego świata (stan w dniu ). Tego typu bazy, gromadzące stanowiska żywych organizmów ze znacznych obszarów lub nawet całego globu, są ważnym źródłem danych, wykorzystywanym powszechnie w badaniach biogeograficznych. Dobrym przykładem bazy gromadzącej bardzo szczegółowe dane o biologii i ekologii gatunków jest The Ecological Flora Database of the British Isles (Fitter i Peat 1994) ( W zasobach tej bazy przechowywane są tylko dane o gatunkach Wysp Brytyjskich (łącznie 3842 gatunki; stan w dniu ), jednak ich zakres informacji jest imponujący. Ekologiczna charakterystyka gatunku obejmuje tu takie informacje jak: data pierwszego notowania, preferencje siedliskowe, zasięg geograficzny (ogólnie) i pionowy, pochodzenie i status zadomowienia, tendencje dynamiczne, biologia rozmnażania, czas wegetacji i kwitnienia, morfologia, formy życiowe, kariologia i wiele innych. Z kolei dane o rozmieszczeniu gatunków mają charakter opisowy i są bardzo ograniczone. Istnieją także bazy gromadzące zarówno dane o rozmieszczeniu jak i biologii gatunków, np. baza BiolFlor ( lub Interactive Agricultural Ecological Atlas of Russia and Neighboring Countries (Afonin i in. 2008) ( Gromadzenie obydwu rodzajów danych stwarza dodatkowe możliwości analiz, potencjalnie użytecznych w planowaniu ochrony i zarządzaniu zasobami przyrody. Doświadczenia członków zespołu BIOGEO-SILESIA, jako zwykłych użytkowników różnych baz danych o bioróżnorodności i georóżnorodności dostępnych on-line, były inspiracją podczas projektowania struktury Ogólnodostępnej Bazy Danych. Mając na względzie potencjalną wartość użytkową bazy danych o przyrodzie regionu, struktura OBD została zaprojektowana tak, żeby umożliwiała gromadzenie jak najszerszego zakresu informacji. Szeroki zakres informacji dotyczy zarówno liczby i różnorodności typów obiektów przyrodniczych, jak i przypisanych im atrybutów. Założono, że przyjęty w strukturze bazy zestaw danych powinien dostarczyć wiarygodnych informacji zgodnie z ogólnym schematem: co (gatunek, siedlisko/zbiorowisko, obszar, obiekt, itd.), gdzie (miejscowość i miejsce), kiedy (z jakiego okresu pochodzi informacja), ile (liczebność, powierzchnia, itd.), jakie (stan zachowania, zagrożenia, itd.) czyje (właściciel, zarządzający, sprawujący nadzór, itd.), zamierzenia (plany ochrony, użytkowania, rekultywacji, rewitalizacji, restytucji, introdukcji, itd.), kto (źródło informacji, autor wpisu danych). Zestaw danych obejmuje następujące informacje (lub powinien zapewnić możliwość ich pobrania z innych, referencyjnych systemów bazodanowych): A/ Gatunki, siedliska przyrodnicze, zbiorowiska roślinne: 1/ pełna nazwa (gatunku/siedliska przyrodniczego/zbiorowiska roślinnego) polska i łacińska wraz z synonimiką, 2/ lokalizacja informacji/obserwacji, 3/ dane geometryczne stanowiska, 4/ data obserwacji/rok publikacji, 5/ źródło/autor obserwacji, 6/ miejsce (stanowisko) obserwacji, 7/ dane szczegółowe obserwacji/informacji o: osobniku, populacji, siedlisku przyrodniczym, zbiorowisku roślinnym, 8/ zajmowana powierzchnia, 9/ ocena stanu ochrony populacji/siedliska przyrodniczego/zbiorowiska roślinnego na stanowisku, 10/ ocena zagrożenia gatunku/siedliska przyrodniczego/zbiorowiska roślinnego na stanowisku, 11/ status ochrony stanowiska, 12/ perspektywy ochrony stanowiska, 13/ zarządzanie populacją gatunku/siedliskiem przyrodniczym/zbiorowiskiem roślinnym (sprawujący nadzór nad obszarem/istniejące programy i plany ochrony, użytkowania, rekultywacji, rewitalizacji, restytucji, introdukcji). B/ Obszary, obiekty: 1/ pełna nazwa obszaru/obiektu//lokalizacja obszaru/obiektu, 2/ dane geometryczne obszaru/obiektu, 3/ data obserwacji/rok publikacji, 4/ źródło/autor obserwacji, 5/ zajmowana powierzchnia, 6/ struktura użytkowania ziemi, 7/ struktura własności terenu, 8/ przeznaczenie terenu (= ustalenia studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego lub miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego), 9/ zagrożenia, 10/ status ochrony, 11/ perspektywy ochrony, 12/ zarządzanie obszarem (sprawujący nadzór, istniejące programy i plany ochrony, użytkowania, rekultywacji, rewitalizacji, restytucji, introdukcji). 76

10 C/ Informacje wspólne dla wszystkich tematycznych zbiorów danych (odrębne bazy danych/tabele słownikowe 39 /łączące): 1/ źródła informacji (bibliografia), 2/ informacje multimedialne (grafika, obraz, dźwięk), 3/ informacje przestrzenne/kartografia (oryginalność, wiarygodność, dokładność lokalizacji danych), 4/ słownik pojęć używanych w bazie danych, 5/ instrukcje dla użytkownika, 6/ linki tematyczne (do baz: światowych, europejskich, UE, krajów lub instytucji wiodących, krajowych) i ogólne. Ze względu na typ przestrzennych obiektów przyrodniczych (grup gatunków, siedlisk, form ochrony itp.), będących przedmiotem zainteresowania, w strukturze OBD wydzielono 19 baz tematycznych: 1. Stanowiska rzadkich, zagrożonych i chronionych gatunków mszaków 2. Stanowiska rzadkich, zagrożonych i chronionych gatunków roślin naczyniowych 3. Stanowiska gatunków roślin naczyniowych udokumentowane okazami zielnikowymi wraz z ilustracją graficzną 4. Stanowiska rzadkich, zagrożonych i chronionych gatunków bezkręgowców 5. Stanowiska rzadkich, zagrożonych i chronionych gatunków kręgowców 6. Rośliny i zwierzęta obcego pochodzenia, ze szczególnym uwzględnieniem gatunków inwazyjnych 7. Obszary potencjalnych siedlisk województwa śląskiego 8. Stanowiska rzadkich i zagrożonych zbiorowisk roślinnych oraz chronionych siedlisk przyrodniczych 9. Dane fitosocjologiczne zbiorowisk naturalnych i półnaturalnych 10. Flora i roślinność terenów poprzemysłowych 11. Korytarze ekologiczne 12. Ostoje przyrody ożywionej 13. Ośrodki edukacji ekologicznej i ścieżki przyrodnicze 14. Czynna ochrona przyrody 15. Monitoring przyrodniczy 16. Obszary ważne dla ptaków (Important Bird Areas IBA) ostoje ptasie 17. Obszary ważne dla roślin (Important Plant Areas IPA) ostoje roślinne 18. Gatunki i siedliska przyrodnicze chronione i zagrożone w województwie śląskim, Polsce, Europie i globalnie 19. Geostanowiska województwa śląskiego Zatem pośród typów obiektów, dla których gromadzono dane, są nie tylko gatunki roślin i zwierząt, zbiorowiska roślinne i siedliska, ale także m.in. ostoje przyrody ożywionej, korytarze ekologiczne, formy ochrony przyrody i działania związane z czynną ochroną oraz ośrodki edukacji ekologicznej i ścieżki przyrodnicze. Zgodnie z zakresem deklarowanych baz tematycznych, przewidzianych w OBD, celem projektu było opracowanie struktury bazy przeznaczonej do gromadzenia danych o ściśle określonych grupach obiektów, np. o gatunkach rzadkich, chronionych lub inwazyjnych, ich dokumentacji w postaci okazów zielnikowych, gatunkach siedlisk poprzemysłowych, chronionych siedliskach i zbiorowiskach roślinnych, itd. Niemniej, struktura bazy jest gotowa do gromadzenia danych o wszystkich obiektach danego typu, także tych znajdujących się poza obszarem zainteresowań baz tematycznych wydzielonych w ramach projektu BIOGEO-SILESIA. Tak uniwersalne podejście do konstruowania bazy pozwoli w przyszłości na wydzielenie w obrębie istniejących struktur nowych baz tematycznych, przy stosunkowo niewielkich modyfikacjach struktury. Każdemu z obiektów przypisany jest szereg atrybutów opisujących jego cechy. W przypadku gatunków, zbiorowisk roślinnych i siedlisk gromadzone są zarówno dane o obserwacjach terenowych, zawierające np. informacje o lokalizacji stanowisk, jak i dane o indywidualnych cechach gatunków, zbiorowisk roślinnych i siedlisk. Tak rozbudowany zakres informacyjny wymagał podzielenia danych już na etapie planowania struktury 39 Opracowane tabele słownikowe oparte są na obowiązujących aktach prawnych, normach, powszechnie przyjętych kryteriach, modelach i metodykach. 77

11 bazy na dwie kategorie: cechy obiektów i cechy obserwacji. Pierwsza z nich zawiera głównie atrybuty, które odnoszą się do stałych cech obiektów, niezależnych od okoliczności w jakich były obserwowane. Są to więc dane o biologii i ekologii gatunków, charakterystyce ekologicznej zbiorowisk i siedlisk oraz relacje pomiędzy nimi. Druga kategoria to dane o konkretnych obserwacjach, określające pochodzenie danych, datę i autora obserwacji, zastane warunki, itp. Przykładem takiego rozróżnienia atrybutów na cechy obiektu i obserwacji, jest struktura bazy zaprojektowana do gromadzenia danych florystycznych. Obejmuje ona łącznie 266 atrybuty, z których 132 mają przypisane słowniki. Spośród tych atrybutów 90 (w tym 46 z przypisanymi słownikami) to stałe cechy gatunków, takie jak taksonomia, synonimika, biologia i ekologia gatunku, jego zasięg, pochodzenie i status zadomowienia oraz inne. Pozostałe 176 atrybutów (w tym 86 z przypisanymi słownikami) to cechy związane z konkretnymi obserwacjami. Należą do nich: data, autor i rodzaj obserwacji, informacje o lokalizacji, dane populacyjne, cechy siedliska, w którym gatunek był obserwowany, a także w przypadku gatunków chronionych - stan ochrony na stanowisku i zagrożenia. W podobny sposób zaprojektowano strukturę bazy dla gatunków zwierząt, mszaków, a także zbiorowisk roślinnych i siedlisk przyrodniczych. Szczegółowe dane o liczbie atrybutów i słowników dla tych obiektów przedstawiono w tabeli 6. Tab. 6. Liczba atrybutów w strukturze Ogólnodostępnej Bazy Danych przewidzianych dla każdego z typów obiektów Obiekty Liczba atrybutów (w tym z przypisanymi słownikami) łącznie atrybuty stałe obiektów atrybuty obserwacji Flora naczyniowa 266 (132) 90 (46) 176 (86) Flora mszaków 208 (95) 58 (31) 150 (64) Fauna bezkręgowców 197 (83) 54 (24) 143 (59) Fauna kręgowców 202 (88) 59 (29) 143 (59) Zbiorowiska roślinne 229 (110) 65 (32) 164 (78) Siedliska przyrodnicze 169 (67) 61 (17) 108 (50) Tak duża liczba atrybutów przypisanych obiektom, a szczególnie ich obserwacjom, wynika z faktu, iż starano się uwzględnić wszystkie parametry, które mogą być obserwowane, np. szczegółowa charakterystyka warunków siedliskowych, kondycja populacji, stan zachowania siedliska itp. Autorzy bazy starali się także ująć wszystkie możliwe źródła danych, począwszy od danych literaturowych, poprzez obserwacje dokumentowane okazami zielnikowymi bądź muzealnymi, zdjęciami fitosocjologicznymi, multimediami, a nawet informacje ustne. Tak duża różnorodność źródeł informacji może być przyczyną różnic w nazewnictwie, dlatego prócz obowiązujących nazw łacińskich, tabele cech obiektów zawierają także ich synonimy. W przypadku synonimiki nazw siedlisk uwzględniono także klasyfikację EUNIS 40 i Emerald 41. Wyróżnione bazy tematyczne, a nawet same typy obiektów nie posiadają całkowicie odrębnych struktur w bazie. Optymalizacja bazy wymusza konieczność współdzielenia części tabel i słowników. Z oczywistych względów w większym stopniu dotyczy to atrybutów, tabel i słowników związanych z obserwacjami, niż indywidualnych i stałych cech obiektów. Na przykład, dane obserwacji wszystkich typów obiektów współdzielą atrybuty związane z lokalizacją i danymi geometrycznymi. Dane o lokalizacji i geometrii obserwowanych obiektów, niezależnie od ich typu, mogą mieć postać punktów opisanych parą współrzędnych lub poligonów (rzadziej łamanych linii) opisanych większą liczbą par współrzędnych. Dla danych obserwacji i większości obiektów wspólne są także atrybuty i słowniki związane z opisem warunków siedliskowych na stanowisku, takich jak np. wysokość n.p.m., ekspozycja, nachylenie, wilgotność, typ gleby, odczyn (ph), itp. Odmienność obiektów, wynikająca z ich odległej pozycji systematycznej, różnej biologii lub pozycji w hierarchicznej organizacji świata organicznego powoduje, że większość atrybutów odnoszących się do ich EUNIS the European Nature Information System; 41 Emerald metodyka wyboru najcenniejszych przyrodniczo obszarów Europy (zbliżona do Natury 2000), obejmująca wszystkie państwa strony Konwencji Berneńskiej, a nie tylko państwa Unii Europejskiej.

12 cech niezależnych od okoliczności obserwacji, a związanych np. z biologią gatunku, musi być unikatowa. Jako przykład mogą tu posłużyć ekologiczne liczby wskaźnikowe (Ellenberg i in. 1991; Zarzycki i in. 2002), które są opracowywane dla określonej grupy systematycznej, i zwykle nie mają zastosowania dla innych grup. Inny przykład to cechy związane z rozmnażaniem, które nie mogą być współdzielone przez rośliny i zwierzęta ze względu na oczywiste i fundamentalne różnice pomiędzy tymi dwiema grupami. Podobnie jest z atrybutami związanymi z klasyfikacją i taksonomią obiektów. Mimo, że nazwy atrybutów (rang taksonów) często brzmią identycznie, to prawie zawsze korzystają z odmiennych słowników. Nieliczne grupy atrybutów odnoszących się do stałych cech obiektów, których współdzielenie przez różne typy obiektów jest możliwe, zostały wydzielone w odrębne tabele. Taką wspólną tabelę dla gatunków roślin i zwierząt stanowią atrybuty dotyczące inwazyjności gatunków. Wszystkie gatunki inwazyjne, niezależnie od przynależności taksonomicznej, korzystają z takich samych atrybutów, opisujących inwazyjność gatunku w regionie i w kraju, okoliczności introdukcji, powodowanych zagrożeń, sposobów i efektów zwalczania. Korzystają także ze wspólnych, przypisanych tym atrybutom słowników. Odrębną grupę baz danych są bazy związane z ochroną przyrody. Są to z jednej strony dane o obszarach o szczególnych walorach przyrodniczych (z wyłączeniem ustawowych form ochrony przyrody, dla których dane referencyjne gromadzi i udostępnia Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska w Katowicach por. rozdz. 2.2) ostojach przyrody lub pełniących ważne funkcje ochronne szlakach migracji organizmów żywych (korytarze ekologiczne), a z drugiej dane o prowadzonych w województwie działaniach z zakresu czynnej ochrony przyrody i monitoringu przyrodniczym. Ważną bazą jest także baza o gatunkach i siedliskach przyrodniczych chronionych i zagrożonych, figurujących w aktach prawnych lub czerwonych listach regionalnych, krajowych, europejskich i światowych. Złożoność struktury tych baz przedstawia tabela 7. Szczegółowy zakres informacyjny tych baz przedstawiono w dalszej części publikacji. Tab. 7. Złożoność struktury baz danych z zakresu ochrony przyrody Baza tematyczna Liczba tabel ogółem (w tym łączących) Liczba tabel z własną geometrią Wielkość tabel (liczba kolumn) Liczba tabel słownikowych Korytarze ekologiczne 18 (3) Ostoje przyrody ożywionej 4 (2) Czynna ochrona przyrody 8 (5) 62 6 Monitoring przyrodniczy 18 (7) 113 Obszary ważne dla ptaków (Important Bird Areas IBA) ostoje ptasie Obszary ważne dla roślin (Important Plant Areas IPA) ostoje roślinne Gatunki i siedliska przyrodnicze chronione i zagrożone w województwie śląskim, Polsce, Europie i globalnie 6 (2) (3) (5) 39 4 Uzupełnieniem OBD jest baza o ośrodkach edukacji ekologicznej i ścieżkach przyrodniczych. Baza ta zawiera 9 tabel (w tym 3 łączące) z 83 kolumnami, 3 klasy obiektów z własną geometrią oraz 4 tabele słownikowe. Wymienione wyżej bazy tematyczne wiążą się ściśle z bazami oznaczonymi numerami 1-10 poprzez numer identyfikacyjny (ID) gatunku, zbiorowiska roślinnego lub siedliska przyrodniczego, poszerzając znacząco możliwości analiz i badań różnorodnych relacji pomiędzy obserwacjami wyżej wymienionych składników przyrody, ich właściwościami biologicznymi i ekologicznymi statusem ich ochrony lub zagrożenia, prowadzonymi zabiegami ochronnymi lub obserwacjami monitoringowymi, a także ich położeniem w ostojach przyrody i korytarzach ekologicznych. Zakres informacyjny bazy danych o geostanowiskach jest zgodny z treścią Karty Dokumentacyjnej 79

13 Geostanowiska używanej w Centralnym Rejestrze Geostanowisk Polski, rejestrowanej i edytowanej w aplikacji Geostanowiska Edytor. Karta i aplikacja składa się z 7 bloków tematycznych, które w aplikacji zostały rozłożone w zakładkach: 1/ Informacje ogólne, 2/ Cechy fizyczne obiektu geostanowiska, 3/ Aktualny stan obiektu, 4/ Charakterystyka geologiczna geostanowiska, 5/ Dokumentacja graficzna, 6/ Opracowanie (informacja o wykonawcy) i 7/ Bibliografia. Zakładka informacje ogólne zawiera: nazwę obiektu, typ obiektu* 42, współrzędne GPS (WGS84), miejscowość, przynależność administracyjną (województwo, powiat i gmina)*, krainę geograficzną*, opis lokalizacji terenu, formę własności terenu*, numer i nazwę arkusza Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1: (układ 1942)*. Cechy fizyczne to długość w m (od-do), szerokość w m (od-do), wysokość w m (od-do), powierzchnia w m2, objętość w m3, wysokość w m n.p.m. i inne mierzalne cechy. Aktualny stan obiektu charakteryzują następujące dane: forma własności obiektu*, status*, uwagi dotyczące statusu, stan zachowania obiektu*, położenie*, dostępność*, ekspozycja*, ranga obiektu*, uwagi o położeniu i dostępności, ocena atrakcyjności turystycznej, ocena atrakcyjności dydaktycznej, ocena atrakcyjności naukowej, ogólna ocena atrakcyjności obiektu i pozostałe uwagi. Blok tematyczny charakterystyka geologiczna geostanowiska zawiera następujące dane: regiony strukturalne Polski*, wiek geologiczny*, litologia*, forma rzeźby terenu*, geneza* i uwagi do charakterystyki geologicznej geostanowiska. Dokumentację graficzną, czyli zdjęcia lub ryciny, opisują dane o autorze, tytuł zdjęcia i data wykonania dokumentacji. Zakładka opracowanie zawiera: imię i nazwisko wykonawcy karty i datę jej opracowania, a także informacje o aktualizacji karty: data wykonania, autor i zakres zmian. Bibliografia zawiera spis dokumentów (książek, czasopism, artykułów i in.) z najważniejszymi informacji o każdej pozycji: autor, tytuł, publikacja (wydawca), rok wydania i numer ISBN. Blok ten posiada także pole do wpisania uwag, np. adres strony www skąd można pobrać dokument. Łącznie model OBD zawiera atrybutów, 478 obiektów danych i 280 słowników. Obiekty danych powiązane są ze sobą 93 relacjami. Znaczna złożoność struktury OBD, wyrażona dużą liczbą tabel, atrybutów, słowników i relacji, wynika m.in. z faktu hierarchiczności obiektów przyrodniczych. Jako przykład mogą tu posłużyć relacje pomiędzy gatunkami roślin, zbiorowiskami roślinnymi i siedliskami przyrodniczymi. Obserwacje zbiorowisk roślinnych najczęściej są dokumentowane za pomocą zdjęć fitosocjologicznych, które składają się z tzw. główki oraz listy gatunków. Główka zawiera ogólne informacje o okolicznościach obserwacji (data, obserwator, lokalizacja) dokumentowanym zbiorowisku, zastanych na stanowisku warunkach siedliskowych i jest wprowadzana do bazy jako pojedynczy rekord. Natomiast lista gatunków odnotowanych w zdjęciu jest jednocześnie obserwacją wielu gatunków roślin w jednym miejscu i czasie, które stanowią odrębne rekordy w bazie gatunków roślin. Zatem jeden rekord w bazie zbiorowisk roślinnych często dostarcza także pewną liczbę rekordów do bazy gatunków. Zależności pomiędzy charakterystycznymi i wyróżniającymi gatunkami roślin a zbiorowiskami roślinnymi dodatkowo uściśla specjalna tabela relacji. Ponadto część zbiorowisk roślinnych jest identyfikatorami siedlisk przyrodniczych, co również zostało zawarte w strukturze bazy jako relacje. Potencjalnie daje to możliwość pośredniej identyfikacji zbiorowisk i siedlisk przyrodniczych przez dopasowanie charakterystycznej kombinacji gatunków. W strukturze OBD zaplanowano także tabele atrybutów dla specjalnych danych, wspólnych dla większości baz tematycznych, gromadzących dane bibliograficzne i multimedia dokumentujące obserwacje (np. skany okazów zielnikowych, fotografie, pliki dźwiękowe i filmy), bądź mające charakter poglądowy. Podstawowym źródłem wykorzystywanej informacji są dane pochodzące z prowadzonych badań naukowych. Zestawy danych o bioróżnorodności wykraczają ponad Standard danych GIS w ochronie przyrody (Chybiorz i Tokarska-Guzik 2012; Tokarska-Guzik i in. 2013a, b; 2015), ponieważ zakres zbieranej tam wiedzy jest minimalny (Sadowski 2011), a wiele instytucji ma większe potrzeby przy realizacji badań środowiska przyrodniczego (Białousz 2013; Burdziel i in. 2013; Zbierska 2013). Andrzej Pasierbiński1, Jerzy B. Parusel2, Ryszard Chybiorz3, Jacek Frąckowiak4, Barbara Tokarska-Guzik1 Uniwersytet Śląski, 1Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, 3Wydział Nauk o Ziemi, 2Centrum Dziedzictwa Przyrody Górnego Śląska,, Inżynier Projektu: PRO-INFO Jacek Frąckowiak Gwiazdką oznaczono dane wprowadzane do Karty Dokumentacyjnej Geostanowiska z wykorzystaniem słowników.

14