Spatial ecology of species – habitat relationships, applications for conservation and rewilding

Abstract

Understanding how species interact with their habitats is central to predicting biodiversity responses to environmental change and to designing effective conservation strategies. This thesis applies spatial ecological methods to examine species–habitat relationships across contrasting ecosystems and to demonstrate how these insights can support evidence-based conservation and rewilding. The research is based on the concept of ecological niche, which links species distribution to environmental conditions, biotic interactions, and spatial structure.

Using passive acoustic monitoring combined with high-resolution spatial data, the first two case studies investigate early-season habitat selection in two boreal forest specialists, the Crested Tit (Lophophanes cristatus) and the Willow Tit (Poecile montanus).

Crested Tit occurrence increased with pine resources (needle biomass) and decreased with proximity to human settlements.

Willow Tits showed scale-consistent positive associations with the area of pine-dominated peatlands across local (100 m) and broader (400 m) spatial scales. These findings demonstrate that key ecological requirements of specialist birds are governed by fine-grained habitat use, rather than by coarse habitat features captured by conventional management indicators.

The third case study extends the analytical framework to lowland agricultural landscapes in England to evaluate passive rewilding potential under the Biodiversity Net Gain (BNG) policy. By integrating land-cover patterns with deer browsing pressure, the study identifies where natural regeneration is most feasible and quantifies the potential contribution of rewilding to national biodiversity targets.

Collectively, this thesis demonstrates how spatially explicit ecological tools — from acoustic monitoring to landscape-scale modelling — can link ecological theory with conservation action and support resilient species populations and ecosystems in a rapidly changing world.

<b>Lajien ja elinympäristöjen välisten suhteiden spatiaalinen ekologia – sovelluksia luonnonsuojelussa ja ennallistamisessa</b>

Lajien ja niiden elinympäristöjen välisten vuorovaikutusten ymmärtäminen on keskeistä, kun ennustetaan biodiversiteetin vasteita ympäristönmuutoksiin ja suunnitellaan tehokkaita luonnonsuojelustrategioita. Tässä väitöskirjassa sovelletaan spatiaalisen ekologian menetelmiä lajien ja elinympäristöjen välisten suhteiden tarkasteluun erilaisissa ekosysteemeissä sekä havainnollistetaan, miten nämä näkökulmat voivat tukea näyttöön perustuvaa suojelua ja ennallistamista. Tutkimus pohjautuu ekologisen lokeron käsitteeseen, joka liittää lajien levinneisyyden ympäristöolosuhteisiin, bioottisiin vuorovaikutuksiin ja spatiaaliseen rakenteeseen.

Käyttämällä passiivista akustista seurantaa yhdistettynä korkean resoluution spatiaaliseen aineistoon kaksi ensimmäistä tapaustutkimusta tarkastelevat varhaiskevään elinympäristövalintaa kahdella boreaalisen metsän erikoistuneella lintulajilla, töyhtötiaisella (Lophophanes cristatus) ja hömötiaisella (Poecile montanus).

Töyhtötiaisen esiintymistodennäköisyys kasvoi männyn neulasmassan kasvaessa ja pieneni etäisyyden ihmisasutukseen lyhentyessä havaintopisteen läheisyydessä.

Hömötiainen osoitti mittakaavasta riippumattomia positiivisia yhteyksiä mäntyvaltaisten suometsien pinta-alaan sekä paikallisella (100 m) että laajemmalla (400 m) mittakaavalla. Tulokset osoittavat, että erikoistuneiden lintulajien keskeiset ekologiset vaatimukset liittyvät hienojakoiseen elinympäristön käyttöön pikemminkin kuin tavanomaisten metsänhoidon indikaattorien kuvaamiin karkeisiin elin-ympäristöpiirteisiin.

Kolmannessa tapaustutkimuksessa analyyttinen viitekehys laajennetaan Englannin alaviin maatalousmaisemiin, joissa arvioidaan passiivisen ennallistamisen potentiaalia Biodiversity Net Gain (BNG) -politiikan puitteissa. Yhdistämällä maankäyttöluokituksia hirvieläinten laidunnuspaineeseen tutkimus tunnistaa alueet, joilla luontainen uudistuminen on todennäköisintä, sekä kvantifioi ennallistamisen mahdollisen panoksen kansallisten biodiversiteettitavoitteiden saavuttamiseen.

Kokonaisuudessaan tämä väitöskirja osoittaa, kuinka spatiaalisti eksplisiittiset ekologiset työkalut — akustisesta seurannasta maisematason mallinnukseen — voivat yhdistää ekologisen teorian käytännön luonnonsuojelutoimiin ja tukea lajipopulaatioiden sekä ekosysteemien kestävyyttä nopeasti muuttuvassa maailmassa.