Het testen van dynamische vogeltrekmodellen

Verslag van de Dynoshop Workshop, Juni 2001  

Door: Marcel Klaassen (Nederlands Instituut voor Ecologie)
Bruno J. Ens (Alterra, Kennisinstituut voor de Groene Leefomgeving) 

Is het mogelijk om de optimale trekroute voor vogels te voorspellen? En is het dan ook mogelijk de gevolgen van de klimaatverandering voor die route en voor de overlevingskansen van de vogels te voorspellen? Vanachter hun computer leiden theoretisch biologen uit hun modellen af dat dit moet kunnen, terwijl de door weer en wind geharde veldbiologen denken van niet.

Van 27 februari tot en met 1 maart 1997 ontmoetten topmensen uit beide kampen elkaar op het eiland Texel, tijdens de 'DYNASHOP', een internationale workshop over het uittesten van dynamische vogeltrekmodellen. De workshop werd mogelijk gemaakt door de ondersteuning van het Nationaal Onderzoeksprogramma Mondiale Luchtverontreiniging en Klimaatverandering. 

Invoerparameters

Dankzij het computerpakket DYNAMIG hadden de veldbiologen al vooraf hun huiswerk gedaan door te proberen de methode van het stochastisch dynamisch programmeren toe te passen op vogeltreksystemen die zij zelf in het veld hadden onderzocht. De voor de workshop uitgenodigde veldbiologen hadden allemaal al vele jaren ervaring met het intensief bestuderen van de trek van een bepaalde vogelsoort. In Tabel 1 staan de door hen bestudeerde vogels, in volgorde van afnemende grootte. De theoretisch biologen waren pioniers op het gebied van stochastisch dynamisch programmeren (SDP), de wiskundige techniek die wordt gebruikt voor het oplossen van het complexe probleem van het vinden van de optimale trekroute voor vogels.

Goede klimaatscenario’s

Voor die soorten waarvoor het model toepasbaar bleek, kon worden onderzocht waar op de trekroute de belangrijkste obstakels liggen. Ook konden de mogelijke gevolgen van de klimaatverandering worden onderzocht. Voor een aantal soorten bleken de windomstandigheden van groot belang te zijn. Een beetje extra tegenwind kan het soms voor een bepaalde soort onmogelijk maken de broedgebieden tijdig te bereiken. Dit was een verrassende ontdekking, die het belang aantoont van goede klimaatscenario’s waarmee nauwkeurige voorspellingen over windpatronen kunnen worden gedaan.

Tabel 1: Vogelsoorten  die zijn onderzocht door deelnemers aan DYNASHOP
(in volgorde van afnemende grootte)

Andere simulatiemodellen hebben betrekking op de gevolgen van het niet (meer) beschikbaar zijn van specifieke pleisterplaatsen, of op de gevolgen van een verschuiving in de periode waarin geschikte pleisterplaatsen beschikbaar zijn, beide als gevolg van de klimaatverandering. Hierbij kan worden gedacht aan het groeiseizoen van voedselplanten en het smelten van het ijsdek. Dit is onderzocht voor de brandgans. Het model voorspelde dat een vervroegde groei van voedselplanten het voor de vogels mogelijk zou maken eerder en met een hoger lichaamsgewicht op de broedplaatsen aan te komen, waardoor het broedsucces zou stijgen. De berekeningen laten zien dat goede en nauwkeurige klimaatscenario’s nodig zijn, waarmee de veranderingen in factoren als temperatuur en windsnelheid voor alle locaties kunnen worden voorspeld. 

Stochastisch Dynamisch Programmeren (SDP)

Bij SDP kunnen drie verschillende procedures worden gebruikt.

Het definiëren van een ‘uiteindelijke beloning’ (Terminal Reward). Bij de meeste in het bijgevoegde rapport besproken toepassingen van het programma DYNAMIG is dit het aantal nakomelingen dat een vogel naar verwachting krijgt in relatie tot zijn lichamelijke conditie en de datum van aankomst op de broedplaats.

Het berekenen van zogenaamde beslismatrices, uitgaande van de laatste tijdstap en dan terugkijkend in de tijd. Bij de meeste toepassingen van DYNAMIG worden tweedimensionale matrices geconstrueerd voor elke pleisterplaats op de trekroute. De beslismatrix voor een specifieke plek levert een optimale beslissing afhankelijk van de datum en de conditie van de vogel.

Voorwaartse simulatie. Een aantal vogels wordt op pad gestuurd, waarbij de beslismatrices als reisgids dienen. Uit deze stap komt de volledige impact van de gekozen parameterwaarden en hun stochasticiteit (toevalsafhankelijkheid) naar voren. 

Referenties

Ens, B. 1996. Climate change: consequences for migratory birds. Change 32: 12-14.

Downloads 

• In de bijlage is een download van het DYNAMIG computer package (exe-file, 91KB) toegevoegd. Het computer programma pakt zichzelf uit: sla de file op in de gewenste directory en start Dnmgarch.exe in Windows. 
• Het Workshop verslag DYNAMIG REPORT 'Linking dynamic migration models to the real world' is eveneens bijgevoegd (PDF, 4,479KB).