ZACHODNIOPOMORSKI ATLAS ROZMIESZCZENIA ROŚLIN NACZYNIOWYCH I GRZYBÓW (ZARRIG) ZAKRES I METODA PROJEKTU

Transkrypt

1 Systemy informacji geograficznej w zarządzaniu obszarami chronionymi od teorii do praktyki (pod red. Mieczysława Kunza i Andrzeja Nienartowicza, 2013) Agnieszka Popiela, Andrzej Łysko, Anetta Wieczorek ZACHODNIOPOMORSKI ATLAS ROZMIESZCZENIA ROŚLIN NACZYNIOWYCH I GRZYBÓW (ZARRIG) ZAKRES I METODA PROJEKTU Wstęp Prace nad usystematyzowaniem danych florystycznych i zestawienia ich w formie map zasięgowych prowadzone są w Europie już od wielu lat. Należy to wymienić przede syntetyczne dzieła Hulten`a (1971), Meusel`a i in. (1965), Jalas`a & Suominen`a ( ), Meusel`a i in. (1978), Hulten`a & Fries`a (1986), Meusel`a & Jäger`a (1992), Jalas`a i in. (1996, 1999), Kurrto i in. (2007, 2010), ale także atlasy rozmieszczenia wykonywane w granicach poszczególnych krajów lub regionów (Benkert i in., 1996; Hauepler & Schönfelder, 1989; Zając & Zając, 2001; Fukarek & Henker, 2006; Prestona et al., 2002; Kurtto et al., 2004). Konieczność określenia zakresu ochrony gatunkowej oraz podjęcia próby oszacowania bioróżnorodności bardzo usprawniły internetowe systemy informatyczne. Jednym z najbardziej znanych tego typu projektów jest the Global Biodiversity Information Facility (GBIF), który powstał w roku 2001 i ma charakter otwartej bazy wiedzy o rozmieszczeniu gatunków na świecie. Jest to w tej chwili najbardziej rozbudowana baza danych zawierająca prawie 400 milionów rekordów z informacją o ponad 10 tysiącach gatunków. Istnieje również wiele tego typu inicjatyw na szczeblu krajowym czy lokalnym m. in. Tela Botanica, le réseau de la botanique francophone ( Distribution databases and herbariums of Mecklenburg-Pomerania ( Belgian Bioversity Platform ( L`atlas de la flore de Wallonie ( das Projekt Datenbank Gefäßpflanzen ( Pomorze jest regionem o szczególnych predyspozycjach i istotnym znaczeniu do badań nad różnorodnością w świecie roślin i grzybów. Jest bardzo ważnym pod względem fitogeograficznym obszarem Europy, gdzie spotykają się granice areałów wielu taksonów, np. o (sub)atlantyckim, kontynentalnym czy południowo-europejskim typie zasięgu. Jest to też obszar relatywnie dobrze zachowany pod względem przyrodniczym. Wybrzeże morskie i obszar bogaty w młodoglacjane typy krajobrazów, liczne mokradła, torfowiska, ekosystemy jeziorne i rzeczne, w tym wielkiej rzeki Europy Środkowej o naturalnym charakterze ujścia jaką jest rzeka Odra. Dane florystyczne i mikologiczne są zbierane na tym terenie od ponad 150 lat, najpierw przez botaników i przyrodników niemieckich, a po roku 1945 polskich (Ziarnek i in., 2003; Ziarnek, 2012). Niestety do tej pory nie doczekały się one ujęcia syntetycznego. Wprawdzie częściowo były one wykorzystane w pracach nad ATPOL (Zając, Zając, 2001), jednak duża skala pojedynczej jednostki 2 kartogramu przyjęta dla opracowania ogólnokrajowego (100 km ), nie wymagała 159

2 wykorzystania wszystkich danych i jest nieprzydatna dla rozwiązywania problemów fitogeograficznych w skali regionu. Na przedwojennym Pomorzu prężnie działali botanicy, często hobbyści pozostawiając bogaty, obecnie niejednokrotnie zapomniany dorobek, publikowany wówczas powszechnie w lokalnych periodykach. Przedwojenne piśmiennictwo botaniczne obszarów znajdujących się obecnie w północnozachodniej Polsce, pozostaje często obecnie nieznane lub słabo znane. Tymczasem wykorzystanie tego piśmiennictwa i jego analiza w odniesieniu do danych powojennych oraz współczesnych, może przyczynić się do stawiania i weryfikowania hipotez m. in. na temat historii rozprzestrzeniania się gatunków synantropijnych, dynamiki występowania gatunków rodzimych, zasobów gatunków uznanych obecnie za rzadkie, wymierające lub wymarłe. W 2006 roku rozpoczęliśmy prace, których celem jest uzupełnienie i podsumowanie wiedzy o zasobach florystycznych i mykologicznych północno-zachodniej Polski na postawie wszystkich dostępnych historycznych i współczesnych danych. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie założeń projektu Zachodniopomorski Atlas Rozmieszczenia Roślin Naczyniowych i Grzybów (ZARRiG) i zarazem zaproszenie do współpracy osób zainteresowanych. Zakres i metoda projektu Atlas obejmuje rodzime i wszystkie trwale zadomowione gatunki roślin naczyniowych i grzybów w polskiej części Pomorza Zachodniego. Źródłem danych są wszystkie dostępne opublikowane i nieopublikowane daty florystyczne, pochodzące z literatury botanicznej florystycznej i fitosocjologicznej od początków XIX wieku, z materiałów własnych autorów, materiałów zielnikowych przechowywanych w herbariach instytucji oraz w herbariach prywatnych autorów i współpracowników Atlasu, a także daty zbierane specjalnie do tego opracowania w terenie. Granice opracowania określają przestrzennie: na zachodzie granica Polski, na południu Dolina Warty i Noteci, na wschodzie rzeka Gwda, Czernica i Wieprza oraz na północy wybrzeże Bałtyku (Ryc. 1). Podstawą graficznego przedstawienia rozmieszczenia gatunków jest mapa generowana automatycznie na podstawie zawartych w bazie informacji. Atlas opiera się o dane atrybutowe i przestrzenne umożliwiające wykonanie map zasięgowych poszczególnych gatunków. Ze względu na to, że najpopularniejszą do tej pory metodą kartowania przestrzennego gatunków w Polsce, stanowiącą obecnie standard, jest siatka ATPOL, zaproponowana przez Zająca (1978), zdecydowano się zachować tę formę wprowadzania danych umożliwiając jednocześnie doprecyzowanie lokalizacji za pomocą wprowadzenia współrzędnych geograficznych z systemów GPS z wykorzystaniem siatki kartograficznej w układzie WGS 84. Podstawowa wielkość pojedynczej jednostki kartogramu w bazie ATPOL, wynosi 10x10 km. Jest ona zbyt duża jak na potrzeby atlasu regionalnego, tym samym aby doprecyzować dane archiwalne o nią oparte z jednoczesnym uszczegółowieniem lokalizacji, posłużono się siatką 2,5x2,5 km (Ryc. 2). Wszystkie daty gatunków posiadające informację o położeniu w kartogramie 10x10 km lub 5x5 km, 160

3 Ryc. 1. Zasięg projektu Zachodniopomorski Atlas Rozmieszczenia Roślin Naczyniowych i Grzybów (ZARRiG). w miarę możliwości będą ręcznie do niej geolokalizowane, na podstawie opisu lokalizacji. Natomiast nowo wprowadzane daty mają lokalizację opartą wyłącznie o współrzędne geograficzne określone w terenie. Mapy będą publikowane w postaci kartogramów o jed- 2 nostce podstawowej 6,25 km (2,5x2,5 km), w szczególnych przypadkach będzie też możliwość publikacji mapy punktowej lub mapy zbiorczej. Atlas ma docelowo zawierać kartogramy dla wszystkich gatunków roślin i grzybów rodzimych i trwale zadomowionych na Pomorzu. Oczywiście podejście takie zakłada jego liniowy rozwój w bliższej i dalszej przyszłości, ponieważ wiele grup taksonów krytycznych powinno na nowo być opracowanych przez specjalistów. Gatunki rzadkie, trudne i krytyczne będą miały mapy wykonane na podstawie zweryfikowanych (w razie potrzeby przez specjalistów od poszczególnych grup) materiałów zielnikowych. Pojedyncza data florystyczna w bazie zawiera (o ile jest to możliwe) następujące informacje: nazwa taksonu; numer kwadratu; lokalizacja (przez wprowadzenie danych współrzędnych); określenie opisowe stanowiska (miejscowość, obszar leśny, jezioro itp.); określenie opisowe siedliska; nazwisko (lub nazwiska) autora; przy danych zielnikowych symbol zielnika; data publikacji, notowania lub zbioru; źródło danych (publikowane, niepublikowane). Atlas zbudowany jest w oparciu o wysokowydajną sieciową bazę danych PostgreSQL zintegrowaną z przestrzenną bazą danych PostGIS, działającą na zasadzie relacji pomiędzy poszczególnymi zbiorami, w oparciu o unikatowe indeksowane klucze. Zastosowana budowa modułowa umożliwia stałą rozbudowę systemu o nowe elementy oraz 161

4 Ryc. 2. Siatka kartogramowa stosowana dla dat literaturowych w Zachodniopomorskim Atlasie Rozmieszczenia Roślin Naczyniowych i Grzybów (ZARRiG), utworzona na podstawie ATPOL. wprowadzania zmian bez konieczności zatrzymania udostępniania danych. Do wizualizacji danych przestrzennych wykorzystano kontener aplikacji internetowych w technologiach java servlets i Java Server Pages (JSP) TOMCAT z aplikacją GEOSERVER. Moduł ten umożliwia wizualizację danych rastrowych zgromadzonych w postaci bitmap oraz danych wektorowych z systemu PostgreSQL i przesyłanie ich w formatach WMS oraz WFS do aplikacji użytkownika. Daty florystyczne przechowywane są w bazie danych obsługiwanej za pośrednictwem aplikacji klienckiej działającej po stronie użytkownika, wykonanej w PHP i JAVASCRIPT z technologią AJAX. System automatycznie generuje mapy na podstawie informacji lokalizacyjnych zapisanych w każdym rekordzie tj. współrzędnych geograficznych podanych w układzie wgs 84 a w przypadku jeśli ich nie ma, kartogramu ATPOL w siatce pierwotnej 10x10 km lub 5x5 km lub uszczegółowionej do 2,5x2,5 km. Za podkłady kartograficzne służą otwarte do użytku niekomercyjnego źródła informacji przestrzennej m.in. mapa drogowa portalu OpenStreetMaps, dane Europejskiej Agencji Środowiska (EEA), modelu DEM Pomorza opartego o zdjęcia satelitarne SRTM, mapy leśne, geomorfologiczne, geobotaniczne, dostępne mapy historyczne (Ryc. 4). Program pozwala na kreślenie map w dowolnej skali i dowolnych konfiguracjach, w zależności od potrzeb (Ryc. 5). Możliwy jest także export danych do plików KML obsługiwanych przez GoogleEarth (Ryc. 6). W założeniu Atlas ma funkcjonować jako dzieło zespołu autorów, do którego są zaproszone wszystkie osoby zainteresowane. Nad merytoryczną i systemowa stroną projektu sprawuje nadzór redakcja. Atlas funkcjonuje na dwóch poziomach: użytkownika (narzędziowy) i redakcji (naukowy). Pierwszy z nich udostępniony dla wszystkich 162

5 Ryc. 4. Przykłady wizualizacji danych z zastosowaniem różnych podkładów. Rozmieszczenie Chimaphila umbellata (L.) W.P. C. Barton (1) i Elatine alsinastrum L. (2). Ryc. 5. Przykład zastosowania systemu ZARRiG: Rozmieszczenie Achillea millefolium L. w środkowej części Pojezierza Mysliborskiego. Ryc. 6. Przykład zastosowania systemu ZARRiG: Rozmieszczenie Achillea millefolium L. w środkowej części Pojezierza Myśliborskiego export danych do plików KML obsługiwanych przez GoogleEarth. 163

6 autorów umożliwiać będzie, gromadzenie i edytowanie danych, kreślenie map oraz generowanie zestawień zbioru danych (m.in. listy stanowisk dla gatunku, wydruki, eksportowanie do arkusza kalkulacyjnego). Autor będzie miał możliwość korzystania z systemu dla gromadzenia i wizualizacji danych przygotowywanych dla redakcji. Drugi poziom (redakcyjny) będzie gromadzić i weryfikować dane przekazywane przez poszczególnych autorów, a następnie udostępniać je w sieci w postaci map. Dla wszystkich udostępnionych danych zostaną zachowane prawa autorskie poprzez przypisanie poszczególnych rekordów ich autorom. Jest również możliwość publikacji w sieci map autorskich. Docelowo system ma działać jako [1] konsekwentnie uzupełniana publikacja sieciowa, przedstawiająca mapy rozmieszczenia dla wszystkich gatunków roślin naczyniowych i grzybów oraz [2] strona internetowa posiadająca wszelkie cechy portalu społecznościowego, skupiającego naukowców o różnych specjalnościach, związanych z szeroko rozumianą biologią i ochroną przyrody. Ponadto on służyć ma wymianie informacji naukowych i wyników prac terenowych. Dzięki temu będzie to doskonałe i jedyne w swoim rodzaju narzędzie umożliwiające wizualizację rozkładu przestrzennego gatunków, stanowiąc informację o ich populacji, a zarazem o bioróżnorodności ekosystemów Pomorza Zachodniego. Literatura Benkert D., Fukarek F., Korsch H., (eds.) Verbreitungsatlas der Farnund Blütenpflanzen Ostdeutschlands. Jena: Gustav Fischer. Fukarek F., Henker H Flora von Mecklenburg-Vorpommern. Jena: Weissdornverlag. Haeupler H., Schönfelder P Atlas der Farn- und Blütenpflanzen der BR Deutschland, 2. Stuttgart: Ulmer. Hultén E Atlas över växternas utbredning i Norden.- 2:a uppl. Stockholm: Generalstabens litografiska anstalts förlag. Hultén E., Fries M Atlas of North European vascular plants: north of the Tropic of Cancer I-III. Königstein: Koeltz Scientific Books. Jalas J., Suominen J. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo. Vol. 1. Pteridophyta. Maps 1 150, pp Vol. 2. Gymnospermae. Maps , pp. 40. Vol. 3. Salicaceae to Balanophoraceae. Maps , pp Vol. 4. Polygonaceae. Maps , pp. 71. Vol. 5. Chenopodiaceae to Basellaceae. Maps , pp Vol. 6. Caryophyllaceae (Alsinoideae and Paronychioideae). Maps , pp Vol. 7. Caryophyllaceae (Silenoideae). Maps , pp Vol. 8. Nymphaeaceae to Ranunculaceae. Maps pp Vol. 9. Paeoniaceae to Capparaceae. Maps , pp Vol. 10. Cruciferae (Sisymbrium to Aubrieta). Maps , pp Jalas, J., Suominen, J., Lampinen, R. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. 11. Cruciferae (Ricotia to Raphanus). - The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo, Helsinki. Maps , pp. 310 pp. 164

7 Jalas J., Suominen J., Lampinen R., Kurtto A. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. 12. Resedeaceae to Platanaceae. - The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo, Helsinki. Maps , pp Kurtto A., Lampinen R., Junikka L. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. 13. Rosaceae (Spiraea to Fragaria, excl. Rubus). - The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo, Helsinki. Maps , pp Kurtto A., Fröhner S. E., Lampinen R. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. 14. Rosaceae (Alchemilla and Aphanes). - The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo, Helsinki. 200 pp. [maps ]. Kurtto A., Weber H.E., Lampinen R., Sennikov A.N. (eds.) Atlas Florae Europaeae. Distribution of Vascular Plants in Europe. 15. Rosaceae (Rubus). - The Committee for Mapping the Flora of Europe & Societas Biologica Fennica Vanamo, Helsinki. Maps , pp Meusel H., Jäger E.J Vergleichende Chorologie der zentraleuropäischen Flora. Text u. Karten. Bd. 3. Stuttgart, New York: Gustav Fischer Verlag. Meusel H., Jäger E.J., Weinert E Vergleichende Chorologie der zentraleuropäischen Flora. Text u. Karten. Bd. 1. Jena: VEB Fischer. Meusel H., Jäger E.J., Rauschert S.W., Weiner E Vergleichende Chorologie der zentraleuropäischen Flora. Text u. Karten. Bd. 2. Jena: VEB Fischer. Preston C.D., Pearman D.A., Dines T.D New atlas of the British and Irish flora. Oxford, University Press, Oxford. Zając A Założenia metodyczne Atlasu rozmieszczenia roślin naczyniowych w Polsce. Wiad. Bot. 22 (3): Zając A., Zając M., (eds.) Distribution atlas of vascular plants in Poland. Kraków: Nakładem Pracowni Chorologii Komputerowej Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Ziarnek K., Ziarnek M., Wołejko L Bibliografia botaniczna Pomorza. Rośliny naczyniowe i ochrona przyrody. Publikacje z lat Szczecin: [ Fundacja Akademia Rolnicza w Szczecinie Ziarnek M Bibliografia botaniczna Pomorza. Rośliny naczyniowe i ochrona przyrody. Publikacje wydane do roku Poznań: Sorus. Streszczenie Celem Zachodniopomorskiego Atlasu Rozmieszczenia Roślin Naczyniowych i Grzybów (ZARRiG), jest uzupełnienie i podsumowanie wiedzy o zasobach florystycznych i mikologicznych północno-zachodniej Polski. Atlas obejmuje rodzime i trwale zadomowione gatunki roślin naczyniowych i grzybów w polskiej części Pomorza Zachodniego. Źródłem danych są wszystkie dostępne opublikowane i nieopublikowane daty florystyczne i mikologiczne, pochodzące z literatury botanicznej, florystycznej i fitosocjologicznej od początków XIX wieku, z materiałów własnych autorów, materiałów zielnikowych, a także daty zbierane specjalnie do tego opracowania w terenie. 2 Mapy będą publikowane w postaci kartogramów o jednostce podstawowej 6,25 km (2,5x2,5 km), będzie też możliwość wykonania map punktowych dla taksonów rzadkich. Mapy gatunków trudnych i krytycznych będą wykonane na bazie zweryfikowanych materiałów zielnikowych. Atlas zbudowany jest w oparciu o wysokowydajną sieciową bazę danych PostgreSQL zintegrowaną z przestrzenną bazą danych PostGIS, działającą na zasadzie relacji pomiędzy poszczególnymi zbiorami, w oparciu o unikatowe indeksowane 165

8 klucze. Zastosowana budowa modułowa umożliwia stałą rozbudowę systemu o nowe elementy oraz wprowadzania zmian bez konieczności zatrzymania udostępniania danych. Do wizualizacji danych przestrzennych wykorzystano kontener aplikacji internetowych w technologiach java servlets i Java Server Pages (JSP) TOMCAT z aplikacją GEOSERVER. Słowa kluczowe: kartogram, rozmieszczenie, Pomorze, baza danych, publikacja sieciowa. WESTERN POMERANIAN ATLAS OF DISTRIBUTION OF VASCULAR PLANTS AND FUNGI (ZARRIG) PROJECT SCOPE AND METHOD Summary The objective of Western Pomeranian Atlas of Distribution of Vascular Plants and Fungi (ZARRiG), is to supplement and summarise the knowledge on floristic resources of the north-western Poland. The Atlas includes native species and all permanently settled ones (metaphytes) of vascular plants and fungi in the Polish part of Western Pomerania. The source of data is all available published and non-published floristic data from floristic, phytosociological and mycological literature from the beginning of the 19th century, own materials of the authors, herbarium materials being housed in institutional herbaria and private herbaria of the authors and collaborators of the Atlas, as well as the data being specifically field-collected for this project. The limits of the project are being spatially defined as follows: the Poland's border to the west, the Warta and Noteć River Valley to the south, the Gwda, Czernica and Wieprza Rivers to the east, and the Baltic Sea shore to the north. The Atlas is based on the attribute and spatial data that allow the range maps of respective species to be made. Maps will be published in the form of carthogram as the 2 basic units 6.25 km (2.5x2.5 km); in specific cases, it will be possible to publish a point map. The Atlas is constructed based on a high-performance web-based database PostgreSQL Atlas being integrated with a spatial database PostGIS, operating on the basis of relations between respective data-sets based on unique indexed keys. The applied module construction allows the system to be constantly expanded with new elements and the changes to be implemented without stopping the data-sharing. For visualisation of spatial data, a Java Servlets and Java Server Pages (JSP) TOMCAT web application container with GEOSERVER application was used. Key words: cartogram, distribution, Pomerania, database, network publication. Agnieszka Popiela Uniwersytet Szczeciński Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody popiela@univ.szczecin.pl Anetta Wieczorek Uniwersytet Szczeciński Katedra Ekologii Andrzej Łysko Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny Katedra Ekologii, Ochrony i Kształtowania Środowiska 166