Geodiversity assessment methods for selected Polish landscapes

Wydział Nauk Geograficznych i GeologicznychGeoróżnorodność poprzez swój wkład w rozwój gospodarczy, geoturystykę i rekreację oraz geodziedzictwo zapewnia wiele korzyści społeczeństwu i środowisku naturalnemu. Ma fundamentalne znaczenie dla ochrony różnorodności biologicznej. Wprowadzony w ostatniej dekadzie XX wieku termin georóżnorodności bardzo szybko zyskał aprobatę naukową na całym świecie. Pomimo tego do dnia dzisiejszego, zauważalny jest brak ustalonych ram koncepcyjnych i metodologicznych jej oceny. Problemem badawczym pracy jest wypracowanie algorytmu służącego ocenie georóżnorodności zróżnicowanych morfometrycznie i morfogenetycznie krajobrazów, tj. obszarów nizinnych, wyżynnych i górskich, z wykorzystaniem systemów informacji geograficznej (GIS). Rozprawa doktorska ma formę spójnego cyklu pięciu oryginalnych, powiązanych tematycznie publikacji. Cele rozprawy dotyczą: 1) stanu badań nad georóżnorodnością oraz propozycji metodycznej badań nad jej oceną (Najwer, Zwoliński 2014), 2) systematyki metod badawczych ocen georóżnorodności (Zwoliński i in. 2018), 3) jakościowo - ilościowej oceny georóżnorodności na obszarze nizinnym, wyżynnym i górskim z wykorzystaniem globalnej i lokalnej ważonej kombinacji liniowej (Najwer i in. 2016, Jankowski i in. 2020, Najwer i in. 2022), 4) weryfikacji wypracowanej metodyki oceny georóżnorodności w oparciu o dane eksperckie i crowdsourcingowe (Jankowski i in. 2020, Najwer i in. 2022). W pracy zaproponowano nową, jakościowo - ilościową metodę oceny georóżnorodności, z wykorzystaniem przestrzennej analizy wielokryterialnej (S-MCA) w dwóch wariantach: Globalnie Ważonej Kombinacji Liniowej (G-WLC) oraz Lokalnie Ważonej Kombinacji Liniowej (L-WLC). Podstawą algorytmu analitycznego jest wybór czynników (komponentów abiotycznych środowiska przyrodniczego), reguł ich klasyfikacji oraz odpowiedni dobór wag map czynnikowych. W celu obiektywizacji wyników, do klasyfikacji elementów abiotycznych georóżnorodności oraz wag finalnych, zaproponowano wykorzystanie crowdsourcingu. Informacje przy wykorzystaniu geoankiety zebrano dla trzech parków narodowych. Zaproponowaną w pracy metodę przetestowano na obszarach o zróżnicowanym krajobrazie tj.: (i) nizinnym: zlewnia Dębnicy i Woliński Park Narodowy; (ii) wyżynnym: Roztoczański Park Narodowy oraz (iii) górskim: Karkonoski Park Narodowy. W celu zweryfikowania wyników zastosowano wizję terenową, analizę niepewności lub walidację crowdsourcingowych map georóżnorodności.Geodiversity provides many benefits for the society and the natural environment through its contributions to economic development, geotourism, recreation and geoheritage. It is of fundamental importance for biodiversity conservation. The term geodiversity was introduced in the last decade of the 20th century and has been rapidly accepted by geoscientists around the world. Even though, there is still a noticeable lack of established conceptual and methodological framework for geodiversity assessment. The specific research problem is to develop an algorithm to assess the geodiversity of morphometrically and morphogenetically diverse types of landscapes including mountains, upland and lowland areas, with the use of geographic information systems (GIS). The presented doctoral dissertation takes the form of a coherent series of five original and thematically related publications. The objectives of the dissertation consists of: 1) the state of art of research on geodiversity and the methodological proposal of its assessment (Najwer, Zwoliński 2014), 2) systematization of geodiversity assessment methods (Zwoliński et al. 2018), 3) qualitative and quantitative assessment of geodiversity in a lowland, upland and mountainous area with the use of global and local weighted linear combinations (Najwer et al. 2016, Jankowski et al. 2020, Najwer et al. 2022), 4) verification of the developed geodiversity assessment method based on expert and crowdsourcing data (Jankowski et al. 2020, Najwer et al. 2022). A new qualitative-quantitative method of geodiversity assessment has been proposed, with the use of spatial multi-criteria analysis (S-MCA) in two variants: Globally Weighted Combination (G-WLC) and Locally Weighted Combination (L-WLC). The basis of the analytical algorithm is the selection of factors (abiotic components of the natural environment), the rules of their classification, and the appropriate selection of factor maps weights. In order to objectify the results, to classify the abiotic elements of geodiversity and final weights, the use of crowdsourcing was proposed. Informations using geoquestionnaire were collected for three national parks. The method was tested in areas with diverse landscapes, such as: (i) lowland: the Dębnica catchment and the Wolin National Park; (ii) upland: Roztocze National Park and (iii) mountainous: Karkonosze National Park. In order to verify the results, a field exploration, uncertainty analysis or validation of crowdsourced geodiversity maps was performed