Läänemere kirdeosa põhjaelustiku bioloogiline mitmekesisus: kaardistamise metoodikad, ruumilised mustrid ja seosed keskkonnamuutujatega

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsiooneBioloogiline mitmekesisus tagab ökosüsteemi funktsioneerimise muutuvates keskkonnatingimustes. Merealade ja ranniku kasutamine inimeste poolt on aga järjest intensiivistunud ning merealad on üha suureneva inimtegevustest tuleneva surve all. Mere kaitse ja majandamise otsuste jaoks on vaja bioloogilise mitmekesisuse kaarte, kuid tavapärane proovide kogumisel põhinev metoodika ei sobi suurte merealade kaardistamiseks. Käesolevas töös modelleeriti merepõhja suurtaimestiku ja suurselgrootute liigirikkuse ruumilist levikut Eestis kasutades sisendina proovipunktipõhiseid bioloogilise mitmekesisuse andmeid ja erinevate keskkonnamuutujate kaardikihte. Kõrgeimad põhjaelustiku liigirikkuse väärtused registreeriti Lääne-Eesti saarestikus. Võimalikke muutusi põhjaelustiku liigirikkuses tuleviku kliima tingimustes hinnati samuti modelleerimise abil ja leiti, et nii taimestiku kui loomastiku liigirikkus väheneb suuremal osal Eesti merealast. Modelleeritud liigirikkuse kaardikihte kasutati mereranna geomorfoloogia ja põhjaelustiku liigirikkuse vaheliste seoste uurimiseks, mille tulemusel leiti, et ranna geomorfoloogiliste tüüpide vahel esinesid statistiliselt olulise erinevused merepõhja elustiku liigirikkuses. Arendati välja metoodika merepõhja substraadi ja elustiku kaardistamiseks kasutades sonarit, veealuseid videoid ja matemaatilist modelleerimist. Metoodika võimaldab punktipõhise kaardistamisega võrreldes kõrgema detailsusega merepõhja substraadi ja elustiku leviku kaardistamist. Lisaks töötati välja põhjaelustiku liigirikkuse ja teiste mere loodusväärtuste (põhjaelustiku liigid, linnud, hülged) levikuandmete kasutamise hõlbustamiseks mere majandamisel spetsiaalsed meetodid – merekeskkonna tundlikkuse (EVP) ja riski profiilide (ERP) kaardikihid. EVP näitab merekeskkonna potentsiaalset tundlikkust häiringutele ja ERP võimaldab kindlaks teha piirkonnad, kus oht keskkonnale on kõrgeim nii elustiku pikaajalise taastumise kui kõrge inimtegevustest tuleneva surve tõttu.Biodiversity is important for keeping marine ecosystem functionality under changing environmental conditions. The human use of marine areas is increasing worldwide and intensively used marine areas are under increasing pressures. Decrease of marine biodiversity has already taken place. Therefore, knowledge about spatial patterns of biodiversity and its connections with environmental gradients is crucial to detect and follow changes in biodiversity and to form a well-informed basis for the protection and management of marine resources. In this study, the distribution of species richness of seabed macrovegetation and macroinvertebrates was modeled in the Estonian marine area based on previous point-wise sampling data and map layers of environmental variables (water depth, salinity etc). Highest biodiversity values were detected in the western Estonia archipelago. Potential changes of species richness in the conditions of future climate change were also estimated by modeling. It was found that biodiversity of both seabed flora and fauna will probably decrease across Estonian sea area. Modeled benthic biodiversity layers were further used to test the relationships between underwater biodiversity and shore geomorphology and it was shown that differences in the benthic biodiversity values close to different geomorphological shore types exist. Methodology for mapping seabed substrate and biota using acoustic scanning (sonar), underwater video and mathematical modeling was developed. Compared to the previous point-wise mapping the new sonar- and modelling-based methodology enables mapping of seabed substrate and biota with significantly higher resolution. To facilitate the use of spatial data of biodiversity and other nature values (benthic species, seals, birds) in marine management, marine environmental vulnerability (EVP) and risk (ERP) profiles were developed. EVP identifies environmentally vulnerable areas and ERP identifies areas where environmental risks are highest.https://www.ester.ee/record=b5251349~S