Bruk av agentbaserte modeller (ABM), er et nyttig verktøy for å forutsi virkningene av menneskelige påvirkninger på sjøfugler.
Bruk av agentbaserte, også kalt individbaserte, modeller (ABM), er et nyttig verktøy for å forutsi virkningene av miljøendringer på økologiske systemer. Vi kan bruke ABM til å modellere ulike aspekter av en arts økologi, for eksempel deres naturlige bevegelser, oppførsel, vekst eller reproduksjon. Ved å endre miljøvariablene eller andre variabler som inngår i modellen, kan vi så modellere hvordan en art kan reagere på miljøendringer.
En del av MARCIS-prosjektet handler om å undersøke virkningen av menneskeskapte stressfaktorer på sjøfuglbestander. For å gjøre dette har vi tatt i bruk et stort datasett med sporingsdata som er samlet inn gjennom SEATRACK-prosjektet for å modellere bevegelsen og adferd hos seks sjøfuglarter fra flere geografiske bestander. Disse artene er lunde, polar lomvi, lomvi, alkekonge, krykkje og havhest. Vi vil modellere daglig bevegelse og adferd hos de individuelle sjøfuglene («agenter») gjennom hele året utenom hekkesesongen. I denne ABM vil vi også kunne simulere interaksjoner med marine stressorer for å forutsi effektene som disse stressorene kan ha på individer. Bildet under viser et eksempel på en ABM-modellering av lomvi på dag 1, 100 og 200. Hvert individ (eller «agent») er nummerert og har en indikator på kroppsmasse i oransje farge. I disse simuleringene overlevde Agent 1 til dag 200, Agent 2 fikk en dødelig påvirkning med en stressfaktor på dag 27 og døde, og Agent 3 sin kroppsmasse falt under den kritiske terskelen på dag 156, noe som førte til dødelighet.
Et eksempel på en ABM-modellering av lomvi.
Marine stressfaktorer kan ha en direkte dødelig effekt på sjøfugl, men de kan også føre til negative effekter som indirekte fører til dødelighet (sub-letale effekter). Dødelige effekter, som kollisjon med vindturbiner eller bifangst, er noe enklere å modellere, da de har et klart utfall. Sub-letale effekter kan imidlertid ha energetiske effekter som redusert matinntak eller økt energiforbruk. Disse energiske påvirkningene kan ha påfølgende implikasjoner for individuell overlevelse eller fremtidig reproduksjonssuksess, og er derfor av like stor viktighet å modellere. Vi vil bruke de modellerte adferdsdataene til å indikere energiforbruk og redegjøre for de energetiske virkningene av fuglenes interaksjon med stressorene. Deretter konverterer vi energiforbruk til daglig kroppsmasseendring, og hvis denne kroppsmasseverdien faller under en kritisk terskel, vil vi anta at dette har ført til dødelighet.
Modelleringsrammeverket for ABM som skal brukes i MARCIS. Start- og sluttdatasett er i blå ovaler, spørsmål er i oransje diamanter, og ferdigbehandlede data er i gule firkanter.
En viktig fordel med ABM-er er at man kan simulere effekten av flere stressorer samtidig, noe som gjør oss i stand til å redegjøre for de samlede effektene av sub-letale interaksjoner med stressorer (dvs. virkningen av flere stressorer som oppstår samtidig). Vi vil derfor kjøre kombinasjoner av ulike stressfaktorer for å vurdere virkningene på individnivå av disse stressorene både isolert (f.eks. havvind) og i kombinasjon med andre stressorer (f.eks. havvind pluss bifangst fra fiskeri), som fører til en kumulativ effekt. Ved å kjøre flere simuleringer av hver av disse stressorkombinasjonene, vil vi være i stand til å skalere opp disse individuelle effektene for å bestemme populasjonsnivåeffektene av hver av disse stressorene. Dette vil i stor grad forbedre vår forståelse av de kumulative virkningene av disse stressorene på sjøfuglpopulasjoner.
ABM-er har tidligere blitt brukt til å forutsi virkningene av stressfaktorer på sjøfuglbestander i hekkesesongen, men per i dag har dette ikke blitt gjort utenfor hekkesesongen. Denne perioden er en spesielt viktig for sjøfugl i polare og tempererte strøk, ettersom sjøfuglene normalt opplever den største dødeligheten i denne perioden. Vår tilnærming for å utvikle en ABM utenfor hekkesesongen har blitt muliggjort takket være det omfattende sporingsdatasettet samlet inn gjennom SEATRACK-prosjektet. I tillegg til å svare på kjernespørsmålene som ble tatt opp gjennom MARCIS, vil de nye modelleringstilnærmingene som vi utvikler i prosjektet, også framover kunne tilpasses og brukes i undersøkelser og vurderinger rundt virkningene av menneskebaserte aktiviteter på sjøfuglbestander.
Referanser
Pollock, C., 2022. Modelling breeding season foraging and tracking autumn migrations to fill knowledge gaps in gannet ecology relating to impacts of offshore wind farms. Doctoral dissertation.
Searle, K., Mobbs, D., Butler, A., Bogdanova, M., Freeman, S., Wanless, S. and Daunt, F., 2014. Population Consequences of Displacement from Proposed Offshore Wind Energy Developments for Seabirds Breeding at Scottish SPAs (CR/2012/03). Scottish Marine and Freshwater Science, 5(13).
Searle, K.R., Mobbs, D.C., Butler, A., Furness, R.W., Trinder, M.N. and Daunt, F., 2018. Finding out the Fate of Displaced Birds (FCR/2015/19). Marine Scotland Science.