A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont (HUN-REN ÖK) kutatói a közelmúltban olyan új modell kiértékelési mérőszámokat fejlesztettek, melyek segítségével biztosabb képet kaphatunk az éghajlatváltozás természetes élővilágra kifejtett várható hatásáról. A kutatást bemutató tanulmány a rangos Ecological Modelling folyóiratban jelent meg.

A globális éghajlatváltozás nem csak a mező- és erdőgazdaságot állítja nagy kihívások elé, hatásaival éppúgy meg kell küzdenie a természetben előforduló növény- és állatfajoknak. Bár némely fajok a változásoknak inkább előnyét látják, a legtöbb fajt az éghajlatváltozás kényszerű alkalmazkodásra vagy akár kipusztulásra ítélheti. Ahhoz, hogy a hatékonyan segíthessük a fajok alkalmazkodását és így a túlélését, végső soron pedig támogathassuk az ökológiai sokféleséget (biodiverzitást), meg kell ismernünk az éghajlatváltozás fajokra kifejtett hatását. Ennek hatékony és napjainkban mind szélesebb körben alkalmazott eszközei a prediktív elterjedési modellek. E modellekkel előre jelezhető, hogy egy faj vagy közösség/élőhely lehetséges elterjedésére az éghajlatváltozás milyen hatást fog gyakorolni, például az általa potenciálisan elfoglalható terület összezsugorodik-e, vagy esetleg északabbra tolódik.

Természetesen modell és modell között jelentős különbség adódhat: némely modell megbízhatóbb a többinél, ezért az általa készített előrejelzésre bátrabban támaszkodhatunk a természetvédelmi, élőhely-helyreállítási (restaurációs) és egyéb, természetet támogató döntések meghozatalánál. Ahhoz, hogy hihessünk egy elterjedési modellnek, ki kell értékelnünk azt, és közben valamilyen mérőszámmal meg kell mérnünk a modell megbízhatóságát (jóságát). Az elterjedési modellek kiértékelésére leggyakrabban alkalmazott mérőszámokat (mint amilyen pl. az AUC és a maxTSS nevű metrika) a szakirodalomban széles körben kritizálják – de jobb híján továbbra is ezeket használják a modellező szakemberek.

A HUN-REN ÖK négy kutatója összefogott, hogy megoldást kínáljon erre az méltatlan helyzetre. A Somodi Imelda és Bede-Fazekas Ákos vezetésével végzett kutatás eredményei az Ecological Modelling című rangos szakfolyóiratban láttak napvilágot tudományos publikációként. A kutatók olyan modelljósági mérőszámot, sőt, pontosabban egész mérőszámcsaládot alkottak, amely – reményeik szerint – kiválthatja az ezidáig használtakat. Ezt elősegítendő, a publikáció mellé egy olyan szoftvercsomagot is fejlesztettek, mely az ökológia, biológia – és számos további tudományág – területén széles körben használt R statisztikai programkörnyezetben végzi el könnyen és gyorsan a modell kiértékelését. Az új mérőszámok a modell előrejelzéseit nem a megszokott, kétféle kategóriába (hibás vagy jó) sorolják, hanem egy harmadik, köztes kategóriát is bevezetnek, amely a bizonytalan előrejelzést tükrözi. Ezáltal az új modelljósági mérőszámok árnyaltabb képet tudnak festeni a modell megbízhatóságáról.

Közleményükben a HUN-REN ÖK kutatói nem csak bemutatták az új mérőszámokat, hanem mind valós adatokon (Magyarország természetes növényzeti típusain), mind virtuális fajokon tesztelték is azokat összehasonlítva a hagyományos metrikákkal. Az eredmények meggyőzőek: az új mérőszámok a modellek olyan jellemzőit tudták feltárni, amelyekre a hagyományos mérőszámok nem voltak képesek. Habár az elvégzett munka erősen elméleti jellegű alapkutatásnak tűnhet (mivel az is), a gyakorlati alkalmazás által kifejtett hatása számottevő lehet. Gondoljunk csak mindazon előrejelzésekre, amelyek az utóbbi években sokkolták társadalmunkat! Például a kávécserje századvégi kipusztulását jelző tudományos közlemények is prediktív elterjedési modellekre támaszkodtak, melyek kiértékeléséhez – valós alternatíva híján – a már említett, AUC nevű hagyományos modelljósági mérőszámot használták. Akkor még nem álltak rendelkezésre a HUN-REN ÖK kutatói által egyszerűen csak megbízhatóságnak (confidence) és következetességnek (consistency) elkeresztelt új metrikák, melyekkel felelősebb döntést hozhatunk arról, hogy e modellek jók-e, és így az általuk készített előrejelzéseknek érdemes-e hinnünk. A HUN-REN ÖK kutatói most azon munkálkodnak, hogy az új mérőszámcsalád bekerüljön a tudományos köztudatba, és az új prediktív elterjedési modellek kiértékelésekor mind szélesebb körben használják.

Publikáció:
Imelda Somodi, Ákos Bede-Fazekas, Zoltán Botta-Dukát, Zsolt Molnár: Confidence and consistency in discrimination: A new family of evaluation metrics for potential distribution models, Ecological Modelling,Volume 491, 2024, 110667