| dc.date.accessioned |
2014-01-13T08:51:08Z |
und |
| dc.date.accessioned |
2017-10-24T12:16:49Z |
|
| dc.date.available |
2014-01-13T08:51:08Z |
und |
| dc.date.available |
2017-10-24T12:16:49Z |
|
| dc.date.issued |
2014-01-13T08:51:08Z |
|
| dc.identifier.uri |
http://radr.hulib.helsinki.fi/handle/10138.1/3389 |
und |
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/10138.1/3389 |
|
| dc.title |
Lämpötilojen ääriarvojen merkitys kasvillisuuden mallinnuksessa |
fi |
| ethesis.discipline |
Geography |
en |
| ethesis.discipline |
Maantiede |
fi |
| ethesis.discipline |
Geografi |
sv |
| ethesis.discipline.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/4576c495-ef57-422c-8e0b-10da121f09e4 |
|
| ethesis.department.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/3d45b9d6-7f3a-4008-a01f-6f27f2263ec4 |
|
| ethesis.department |
Institutionen för geovetenskaper och geografi |
sv |
| ethesis.department |
Department of Geosciences and Geography |
en |
| ethesis.department |
Geotieteiden ja maantieteen laitos |
fi |
| ethesis.faculty |
Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten |
sv |
| ethesis.faculty |
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta |
fi |
| ethesis.faculty |
Faculty of Science |
en |
| ethesis.faculty.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/8d59209f-6614-4edd-9744-1ebdaf1d13ca |
|
| ethesis.university.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97 |
|
| ethesis.university |
Helsingfors universitet |
sv |
| ethesis.university |
University of Helsinki |
en |
| ethesis.university |
Helsingin yliopisto |
fi |
| dct.creator |
Käkelä, Saara |
|
| dct.issued |
2014 |
|
| dct.language.ISO639-2 |
fin |
|
| dct.abstract |
Due to global climate change there will be an increase in frequency of extreme temperatures. That will have an effect to species distribution regions. By adding extreme temperatures on a species distribution model based on the basic climatological variables we could improve the understanding of biological effect of climatic variability and extremes. The aim of this study is to develop a species distribution model for arctic-alpine and boreal vascular plant species and examine does the extremes improve predictions. The other question is, does vascular plant species from two different biogeographical distributions responds similarly to bioclimatic variables?
A study area (26 000 square kilometre) is located in Northwestern Finland and it belongs to subarctic climate regime. A climate model is produced from the data of 61 climate stations from 1971–2000. Modeling was done with generalized additive model (GAM) by using geographical variables as explanatories (geographical location, elevation, the effect of the Arctic Ocean, lake and mire cover). Total sample of vascular plant species was 1182 of 1x1 km grids. The distribution model was done with three different statistical techniques (GLM, GAM, GBM). First a simple model was modeled with three baseline variables (a temperature of the coldest month, water balance, growing degree days) and then the extreme temperatures were added to compose a full model. The predictive power of the models was tested by calculating the area under the curve of a receiver operating characteristic plot (AUC) and the true skill statistic (TSS) for both models.
Incorporating the extreme temperatures into the distribution model significantly improved the accuracy of distribution model of the both plant groups. The improvement was small but statistically significant. The relative importance of each predictor variable and the response of each bioclimatic variable to occurrence of species varied between the plant groups. The most significant explanatory variable to explain the arctic-alpine plant distribution is the temperature of the coldest month. The probability of occurrence increase with that variable as well as with water balance which is the second. The third significant variable is mean annual absolute minimum temperature (a negative response). For the boreal species the relative importance of climatic variables is more evenly distributed between predictor variables in the full model. The growing degree day is the most important variable (positive). Water balance (negative) and mean annual absolute maximum temperature (positive) have almost an equal variable importance.
The main finding of the study is that the inclusion of extreme temperatures into distribution models of vascular plant species will improve occurrence predictions at the high-latitude study site. Secondly, arctic-alpine and boreal plant species have opposite responses on climate variables that have been used. The results could be solved in the planning of conservation areas and the climate change impact analyses. |
en |
| dct.abstract |
Ilmastonmuutoksen myötä äärilämpötilat tulevat yleistymään, mikä tulee vaikuttamaan kasvilajien levinneisyysalueisiin tulevaisuudessa. Useat ilmaston ja kasvilajien levinneisyyden suhdetta tarkastelevat tutkimukset käyttävät ilmastomuuttujien kuukausittaisia keskiarvoja. Lisäämällä lämpötilojen ääriarvot levinneisyysmalliin, voidaan syventää ymmärrystä ilmaston vaihtelevuuden ja sään ääri-ilmiöiden biologisista vaikutuksista. Tutkielman tavoitteena on muodostaa bioklimaattisia muuttujia sisältävän ilmastomallin avulla levinneisyysmalli arktis-alpiinisille ja boreaalisille putkilokasveille. Mallin avulla selvitetään ovatko lajien levinneisyysalueet riippuvaisia lämpötilojen ääriarvoista ja mikä on kunkin ilmastomuuttujan merkitys lajiryhmän levinneisyyskuvassa.
Tutkimusalueena on subarktisessa ilmastovyöhykkeessä sijaitseva, noin 26 000 neliökilometrin laajuinen alue Suomen Lapin Käsivarressa. Ilmastomalli tuotetaan 61, aluetta laajasti ympäröivän sääaseman vuosien 1971–2000 havaintojen pohjalta. Ilmastomuuttujat ennustetaan GAM-mallilla tutkimusalueelle maantieteellisten muuttujien perusteella, jotka ovat sijainti, korkeus, etäisyys merestä, järvisyys ja soisuus. Kasvilajiaineisto on kerätty yhteensä 1182 havaintoruudusta, kukin laajuudeltaan 1x1 km. Levinneisyyden mallinnuksessa testataan kolmea eri mallinnusmenetelmää (GLM, GAM, GBM), koska eri tilastolliset menetelmät voivat tuottaa erilaisia ennusteita. Kasvilajien levinneisyysmalli muodostetaan ensin kolmen perusmuuttujan avulla, jotka kuvaavat yleisesti kasvilajeille tärkeitä lämpö- ja kosteusolosuhteita. Ne ovat kylmimmän kuukauden lämpötila, vesitase ja kasvukauden tehoisan lämpötilan summa. Perusmallin ohella muodostetaan täysmalli, jossa on edellisten lisäksi mukana lämpötilan absoluuttiset ääriarvot (minimi ja maksimi). Mallien suorituskykyä testataan AUC- ja TSS-arvojen avulla.
Perusmalliin lisättävät äärilämpötilamuuttujat pystyttiin muiden ilmastomuuttujien ohella ennustamaan alueelle hyvin tarkasti GAM-mallilla, joten lähtökohta ekologiselle tutkimukselle kahden eri ilmastomallin avulla on hyvä. Perus- ja täysmallin tuloksia vertailemalla saadaan selville, että äärilämpötilojen lisääminen perusmuuttujien malliin todella parantaa sekä arktis-alpiinisten (AUC: + 0,004) että boreaalisten (AUC: + 0,007) putkilokasvilajien esiintyvyyden ennustetta subarktisella tutkimusalueella. Mallin parannus oli pieni, mutta tilastollisesti erittäin merkitsevä. Täysmallissa muuttujien suhteelliset merkitykset mallissa ja vaikutukset esiintymisen todennäköisyyteen vaihtelevat lajiryhmien kesken. Arktis-alpiinisille lajeille erittäin tärkeä muuttuja on vuoden kylmimmän kuukauden keskilämpötila, johon lajiryhmällä on positiivinen suhde eli esiintymistodennäköisyys kasvaa lämpötilan noustessa. Seuraavaksi tärkeimpinä muuttujina tulevat vesitase (positiivinen) ja absoluuttinen lämpötilaminimi (negatiivinen). Boreaalisilla lajeilla muuttujien suhteelliset merkitykset muuttujien välillä ovat jakautuneet arktis-alpiinista lajiryhmää tasaisemmin. Tärkein lajiryhmän levinneisyyttä selittävä tekijä on kasvukauden tehoisan lämpötilan summa (positiivinen). Toisena ja kolmantena muuttujana tovat vesitase (negatiivinen) ja absoluuttinen lämpötilamaksimi (positiivinen).
Äärilämpötilamuuttujien suhteelliset merkitykset mallissa jakautuvat päinvastaisesti lajiryhmien kesken. Boreaalisten lajien esiintymisen positiivinen suhde kesälämpötiloihin vahvistaa aiempien tutkimuksien tuloksia, joiden mukaan ilmaston lämpenemisen ja erityisesti kesälämpötilojen nousu johtaa ylempien korkeusvyöhykkeiden ja tundra-alueiden niin sanottuun vihertymiseen tulevaisuudessa. Tuloksien perusteella voidaan todeta, että ilmastonmuutoksen seurauksena yleistyvillä äärilämpötiloilla on merkitystä subarktisella alueella esiintyvien putkilokasvien levinneisyysalueisiin, ja arktis-alpiinisten ja boreaalisten lajien esiintymisalueet ovat erilaisia suhteessa ilmastomuuttujiin. Tulokset auttavat muun muassa suojelualueiden suunnittelussa ja ilmastonmuutoksen vaikutuksien tutkimuksissa. |
fi |
| dct.language |
fi |
|
| ethesis.language.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/fin |
|
| ethesis.language |
Finnish |
en |
| ethesis.language |
suomi |
fi |
| ethesis.language |
finska |
sv |
| ethesis.thesistype |
pro gradu-avhandlingar |
sv |
| ethesis.thesistype |
pro gradu -tutkielmat |
fi |
| ethesis.thesistype |
master's thesis |
en |
| ethesis.thesistype.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis |
|
| dct.identifier.urn |
URN:NBN:fi-fe2017112251165 |
|
| dc.type.dcmitype |
Text |
|
