שם המחקר: מיפוי ופיענוח הגורמים לשינויים ארוכי טווח בתפוצה ובשפע של עופות דוגרים בישראל.
חוקרים: עופר עובדיה, אייל שוחט - המחלקה למדעי החיים, אוניברסיטת בן גוריון בנגב.
חוקר הטבע גילברט ווייט, בן המאה ה-18, נחשב לאחד מהאבות המייסדים של חקר הציפורים באנגליה. הוא נהג להבחין בין מינים שונים באמצעות תצפיות ולא על ידי לכידתם, ואף נהג להאזין לשירת הציפורים על מנת להבחין בין מינים הדומים במראם. אין ספק שווייט היה אחוז תשוקה אמיתית לצפות, לקטלג ולאתר בעלי כנף ממינים רבים ככל האפשר.
ואין ספק שגם בחלומותיו הפרועים ביותר, לא היה מסוגל ווייט לדמיין פלטפורמה דיגיטלית חכמה, רבת-רבדים, המציגה מיפוי חי ועדכני של תפוצת עופות במרחבים גיאוגרפיים נבחרים.
אבל זה בדיוק מה שווייט היה פוגש לו היה מדלג כ-350 שנים אל העתיד. אל ימינו.
על התחממות גלובלית ושינויים בתפוצת בעלי חיים
זה לא סוד שבתקופה של התחממות גלובלית ופיתוח מואץ, שינויים בתפוצה ובשפע של בעלי חיים בכלל ועופות בפרט, הם תופעה טבעית שכיחה.
לתיעוד של שינויים בתפוצת בעלי חיים יש שלוש בעיות. הראשונה היא בעיית זיהוי. מאחר שמדובר בתהליכים ארוכי טווח, לפעמים איטיים מאוד, קיים פער זמנים בין המועדים האמיתיים של תחילת התהליכים לבין מועד זיהויים.
הבעיה השנייה היא להבין אם מדובר בתהליך חד-כיווני הנובע משינוי מסוים, או בתנודה טבעית, כחלק מתנועת המטוטלת של האוכלוסייה.
הבעיה השלישית היא מנגנונית. גם במקרים של זיהוי ברור של שינוי, במקרים רבים קשה להבין את הגורמים ללא מחקר יסודי, או לפחות ניתוח מרחבי יסודי של תהליך ההתפשטות או צמצום התפוצה. מסיבה זו, מיפוי השינויים בתפוצה דורש נתונים ארוכי טווח, ומערכת ספציפית המסוגלת למפות שינויים אלה בזמן ולהציג את קצב וכיווני הצמצום או ההתפשטות.
כדי להבין את השינויים בתפוצת מספר מיני עופות בישראל, פותחה פלטפורמה אינטרנטית אינטראקטיבית המסייעת לבחון משתנים אלה. הפלטפורמה פותחה בידי החוקרים עופר עובדיה ואייל שוחט מהמחלקה למדעי החיים, אוניברסיטת בן גוריון בנגב. בחסות יחידת המדען הראשי בקק"ל, ביצעו השניים את המחקר שכותרתו "מיפוי ופיענוח הגורמים לשינויים ארוכי טווח בתפוצה ובשפע של עופות דוגרים בישראל".
צילום: יוסי זליגר, ארכיון הצילומים של קק''ל
מאגרי הנתונים האינטרנטיים יוצרים מפות
כעת, יש לקחת צעד אחד לאחור, כדי לדבר לרגע על נתוני התצפית על בעלי כנף. מאגרי נתונים מאפשרים לכל צפר להעלות את נתוני התצפית שערך, מכל מקום ובכל זמן. לאחר הכנסת התצפית הנתונים עוברים אימות שמבוסס על הסטטוס של המינים בישראל. התצפיות כוללת מידע בסיסי כמו שמות המינים ומספר הפרטים לכל מין. ניתן לספק מידע נוסף כגון גיל, זוויג, תת מין, סטטוס דגירה, התנהגות ועוד.
על בסיס הנתונים המצטברים, מאגרי המידע – המתפקדים כמיזמי מדע אזרחי - מייצרים מפות תפוצה של המינים. מפות אלה נותנות ביטוי מידי ובולט לממד המרחב, בעוד שממד הזמן, החשוב לא פחות, אינו מקבל ביטוי מיידי. בניגוד למחקר מסודר, שבו נקבע אופן איסוף הנתונים מראש, חסרונם של מאגרי המידע הללו הוא בהטיות השונות של הנתונים. הטיות אלה עשויות לנבוע מהבדלי מאמץ סיקור הן בזמן והן במרחב. למשל, צפרים רבים מדווחים רק על מינים נדירים, ומתעלמים מנוכחות מינים נפוצים. הטיות בממד הזמן נובעות מסיבה ברורה של מחסור או מיעוט בדיווחים היסטוריים לעומת דיווחים מן ההווה. הטיות אלה יוצרות בעיה בעת ניתוח הנתונים, ויש צורך להשתמש בשיטות סטטיסטיות כדי לתקן במידת האפשר את התמונה.
שני עשורים על המפה
מטרת המחקר של עופר עובדיה ואייל שוחט היתה להשתמש בנתונים שהוכנסו למאגרי המידע בשני העשורים האחרונים, עבור שתי מטרות:
1. לנתח מגמות בשינויי תפוצה ארוכי טווח של העופות בישראל.
2. לפענח את מסלולי הרחבת או צמצום התפוצה ואת הגורמים לשינויים בתפוצה בעזרת ניתוח מרחבי ע"י GIS (מערכת מידע גיאוגרפי).
התוצר העיקרי מפיתוח הפלטפורמה היה מפות תפוצה מעודכנות שבאמצעותן ניתן לחשב את קצבי ההתפשטות או צמצום התפוצה, הכיווניות הכללית של שינויים אלה, והגורמים המשוערים לשינויים.
מפות הבסיס שבהן השתמשו החוקרים הן מאטלס העופות הראשון שפורסם בישראל, משנת 1996 אטלס זה - של חוקר העופות הישראלי הדורם שיריחי - מבוסס על משבצות של כ-13 X 8 ק"מ, כאשר לכל מין הדוגר בישראל, הכילו משבצות האטלס נתונים בהתאם לתצפיות מצטברות עד 1996. וכדי להבין את תפוצת העופות באותן המשבצות, השתמשו החוקרים בנתונים משני מאגרי מידע: המאגר הלאומי לציפורי ישראל, ו-eBird. אתרים אלה משמשים להעלאה שוטפת של תצפיות על ידי צפרים מדי יום.
צילום: אנצ'ו, ארכיון הצילומים של קק''ל
בניית האתר האינטראקטיבי – ויש גם אנימציה
פרויקט בניית האתר האינטראקטיבי נעשה כשיתוף פעולה בין עופר עובדיה ואייל שוחט לבין גיא שני, חוקר מהמחלקה להנדסת נתונים באוניברסיטת בן גוריון. את האתר בנו ופיתחו ארבעה סטודנטים מהמחלקה להנדסת נתונים (עודד ברקוביץ׳, שחר שעיה, אור שושני, ועילם גל), כפרויקט מחקר לסטודנטים לתואר ראשון במחלקה. פרויקט זה נבחר כפרויקט המצטיין במחלקה לשנת 2022.
"מטרת הפרויקט היתה לספק כלי אשר ייעל וישפר תהליכים שנעשו באופן ידני בשנה הראשונה של מחקר זה", מציינים החוקרים בדוח המסכם של מחקרם. עוד הם מציינים כי עד כה לא היתה קיימת מערכת המאפשרת לבצע השוואות בין שכבות וזמנים שונים על מנת להסיק מסקנות נדרשות למחקר. באופן זה, הבעיה המרכזית שהמערכת באה לפתור היא הצגת שכבות מידע גיאוגרפיות ושכבות עם נתונים לאורך שנים על גבי המפה, מה שלא מתאפשר באף מערכת קודמת. המערכת שנבנתה מאפשרת הצגה של שכבות כמו שטח בנוי, מאגרי מים וכבישים, ומאפשרת לזהות קשרים בין שכבות אלו לבין הרחבה או צמצום של תפוצות מינים שונים.
בנוסף, המערכת מייצרת אנימציה של שינויי התפוצה לאורך זמן, ובכך מסייעת להבנת שינויי תפוצה. יתרונה הגדול של המערכת הוא שבניגוד לאתר "הספר האדום" למשל, היא עוסקת לא רק במינים מתמעטים אשר נמצאים בסכנת הכחדה, אלא גם במינים פולשים ומתפרצים.
כלי משמעותי ופורץ דרך בשמירת טבע
"תפקידה של מערכת המידע הגיאוגרפי שפיתחנו הינו להוות כלי אשר ייעל את המחקר לניתוח שינויים בתפוצת ציפורי ישראל בעשורים האחרונים", מציינים החוקרים. "המערכת מדמה אטלס עופות על גבי מפת ישראל, מציגה תצפיות של מיני ציפורים לאורך השנים ומאפשרת הצגת שכבות מידע (שטח בנוי, מאגרי מים וכבישים), על מנת לעזור להבין את הגורמים לשינויים בתפוצת הציפורים לאורך השנים".
בנוסף, המערכת מאפשרת הרצה והצגה דינמית של השינויים בתפוצת מינים לאורך טווח שנים נבחר, יכולת שאינה קיימת בשום מערכת כיום.
נראה כי למערכת הייחודית הזו יש פוטנציאל להיות כלי משמעותי ופורץ דרך בשמירת טבע. "המלצתנו היא להטמיע את המערכת במאגר הלאומי לציפורי ישראל, דבר שיקנה לאתר יתרון משמעותי על פני אתרים גלובליים כגון eBird", מסכמים החוקרים.
ירון צ'רקה, הצפר הראשי של קק"ל, מציין כי "מאגרי הנתונים המאפשרים לכלל האוכלוסייה לדווח על ציפורים הם כלי מדע אזרחי ראשון במעלה, שחשיבותו עבור תחום הצפרות בקק"ל משמעותית מאוד. מחקרם של שוחט ועובדיה, ובפרט הכלי שפותח במסגרת מחקר זה, עשויים להוסיף שכבה נוספת לתשתיות מידע בנושא הצפרות".