Applications of circuit theory and graph theory on ecological connectivity in dynamically changing landscapes
Authors: Πέτσας Παναγιώτης 
Published: July 2023

Οι συνεχιζόμενες αλλαγές στη στεριά και στο θαλάσσιο τοπίο αποτελούν σημαντική πρόκληση για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας του πλανήτη. Για να εξασφαλιστεί η διατήρηση των ειδών κάτω από αυτές τις παγκόσμιες αλλαγές, απαιτούνται επειγόντως δράσεις διατήρησης και διαχείρισης. Ωστόσο, δεδομένου ότι πολλά είδη μετακινούνται για να καλύψουν τις βιολογικές τους ανάγκες, εξακολουθεί να υπάρχει η ανάγκη διατήρησης των συνδέσεων μεταξύ του διαθέσιμου δικτύου τμημάτων ενδιαιτήματος. Η οικολογική συνδεσιμότητα περιγράφει τον βαθμό στον οποίο το χερσαίο/θαλασσινό τοπίο επηρεάζει τη μετακίνηση των ειδών, διαμορφώνοντας τα μοτίβα κινήσεών τους και συνεπώς, την ικανότητά τους να κινούνται στο τοπίο για να καλύψουν τις βιολογικές τους ανάγκες. Σε αυτό το πεδίο μελέτης, εντοπίζονται σημαντικά τμήματα ενδιαιτήματος, που είτε συνδέονται καλύτερα με τα άλλα, είτε βοηθούν την κίνηση εντός του δικτύου τμημάτων ενδιαιτήματος, λειτουργώντας ως διαμεσολαβητές. Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να συμβάλει στο εξελισσόμενο επιστημονικό πεδίο της οικολογικής συνδεσιμότητας. Με βάση τις μεθόδους της θεωρίας κυκλωμάτων και της θεωρίας γράφων, έχουν δημιουργηθεί νέες μεθοδολογικές προσεγγίσεις, που ενσωματώνουν μοντέλα που αξιολογούν την αντίθεση του χερσαίου/θαλάσσιου τοπίου στην κίνηση και προβάλλουν πιθανούς διαδρόμους κίνησης. Αναπτύχθηκαν νέοι δείκτες για τον εντοπισμό σημαντικών τμημάτων συνδεσιμότητας και την αξιολόγηση της συνολικής συνοχής του δικτύου τμημάτων ενδιαιτήματος. Αυτές οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν και δοκιμάστηκαν εδώ μπορούν να εφαρμοστούν σε μια πληθώρα ειδών σε διαφορετικές χωρικές κλίμακες. Ο πρώτος στόχος της διατριβής ήταν να αξιολογήσει τη συνδεσιμότητα του τοπίου στη νότια Βαλκανική Χερσόνησο για τέσσερα θηλαστικά, όπου υπάρχει περιορισμένη γνώση για τα μοτίβα κίνησής τους. Ο επόμενος στόχος της διδακτορικής διατριβής ήταν η δημιουργία νέων δεικτών θεωρίας γραφημάτων που θα μπορούσαν να αξιολογήσουν τα δίκτυα οικολογικής συνδεσιμότητας από νέες προοπτικές, ενσωματώνοντας πληροφορίες για τη χωρική δομή των κατατμημάτων, καθώς και βιολογικές πληροφορίες που σχετίζονται με τις ανάγκες των ειδών που μελετώνται. Ο τρίτος στόχος αυτής της διδακτορικής διατριβής ήταν να αξιολογήσει τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στην οικολογική συνδεσιμότητα στη θάλασσα. Ως εκ τούτου, θα ήταν σημαντικό να εντοπιστούν οι τροχιές μεταξύ σύγχρονων περιοχών με συγκεκριμένες κλιματικές συνθήκες και τοποθεσιών που θα έχουν αυτές τις συνθήκες στο μέλλον (δηλαδή, θερμικά ανάλογα). Ο τελευταίος στόχος της διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάπτυξη ενός νέου πλαισίου μοντελοποίηση που επέτρεπε τη σύνδεση των αποκρίσεων των ειδών με τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά υπό μια μηχανιστική προσέγγιση. Αυτό το πλαίσιο εφαρμόστηκε για την αξιολόγηση της συσχέτισης της κίνησης των θαλάσσιων χελωνών με τα ωκεανογραφικά ρεύματα με βάση καταγεγραμμένα δεδομένα σε μικρή χωρική κλίμακα. Συνοψίζοντας, σε αυτή τη διδακτορική διατριβή, αναπτύχθηκε ένα σύνολο εργαλείων και μεθοδολογικών προσεγγίσεων για την αξιολόγηση της οικολογικής συνδεσιμότητας. Αυτά τα εργαλεία και οι μεθοδολογίες δοκιμάστηκαν σε μια πληθώρα ειδών, παρέχοντας διορατικές πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση συνδεσιμότητας τους, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό των προτεραιοτήτων διαχείρισης της διατήρησης. Όλα αυτά τα εργαλεία και οι μεθοδολογίες είναι ευέλικτα και προσαρμόσιμα, καθώς μπορούν να εφαρμοστούν για διαφορετικά είδη, σε διάφορες χωρικές κλίμακες με την κατάλληλη παραμετροποίηση, παρέχοντας τα ευρήματα για αποτελεσματικά σχέδια διατήρησης που στοχεύουν τόσο στο χερσαίο όσο και στο ωκεάνιο βασίλειο.