Ruimtelijke schalen
Zowel in de biologie als in de landschapsecologie speelt het kwantificeren van ruimtelijke dimensies een belangrijke rol. Een van de meest voorkomende onderwerpen hierin is de nauwkeurigheid van de plaatsbepaling van de waarneming van een organisme in het landschap. Vervolgens gaat het ook om de begrenzing van een beschouwde ruimte waarbinnen een soort wordt waargenomen of waarbinnen zich een ecologisch proces afspeelt of een landschapstructuur zich voordoet. In het gehele traject van vastlegging van de positie van een punt of vlak gaat het om hanteren van gegevens over kleine plekken van enkele vierkante meters tot die van hele grote gebieden van honderden vierkante kilometers.
Nauwkeurigheid in plaatsbepaling en afgrenzing van de ruimte
Een nauwkeurige plaatsbepaling is tegenwoordig eenvoudig te realiseren met een GPS-ontvanger. Tot op enkele meters nauwkeurig wordt de locatie in een gekozen coördinatenstelsel weergegeven. In Nederland is het stelsel van de Rijks Driehoekmeting gebruikelijk waarin een positie uitgedrukt wordt in x en y coördinaten.
De hoogst mogelijke nauwkeurigheid is de positiebepaling op het niveau van een centiare (1 m²) en rekening houdend met de nauwkeurigheidsgraad van een GPS-ontvanger houdt dit in dat bij weergave op een topografische kaart dit een cirkel is met een straal van ongeveer drie meter. De oppervlakte van deze cirkel bedraagt 30 m². De notatie van deze plaatsbepaling wordt weergegeven in drie decimalen van de x en y coördinaten.
Vanuit dit punt is de ruimte in stappen van toenemende grootte te beschouwen op het niveau van are (honderd m²), hectare (tienduizend m²) en vierkante kilometer (miljoen m²). De positiebepaling van het uitgangspunt wordt daarmee evenredig minder nauwkeurig. Het nauwkeurigheidsniveau lager dan vierkante kilometer is dat van uurhok van 5 x 5 km of van een inventarisatieblok van 10 x 10 km. Deze verschillende schaalniveaus die zowel de mate van onnauwkeurigheid als de grootte van de beschouwde ruimte kunnen uitdrukken, zijn te benoemen als nano, micro, meso, macro en mega.
| schaal | west-oost coördinaten | zuid-noord coördinaten | nauwkeurigheid |
|---|---|---|---|
| Nano | x = 175.151 | y = 444.863 | centiare |
| Micro | x = 175.15 | y = 444.86 | are |
| Meso | x = 175.1 | y = 444.8 | hectare |
| Macro | x = 175 | y = 444 | vierkante kilometer |
| Mega | atlasblok 39 – 28 | uurhok 5 x 5 kilometer | |
Omgeschreven cirkel
Het raster van coördinaten zoals dat op topografische kaarten wordt weergegeven, begrenst vierkanten. Voor een biologisch uitgangspunt is dit weinig geschikt en beter kan er uitgegaan worden van de omgeschreven cirkel. De straal van de omgeschreven cirkel is ½ √2 ribbe = 0,707 x ribbe van het rastervierkant. Het oppervlak van deze omgeschreven cirkel, π r², is 1,57 maal groter dan van het vierkant.
| Vierkant | Omgeschreven cirkel | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| schaal | eenheid | oppervlakte | ribbe | straal | oppervlakte |
| Nano | centiare | 100 m² | 100m | 0,7 m | 1,57 ca |
| Micro | are | 102 m² | 101 m | 7 m | 157 ca |
| Meso | hectare | 104 m² | 102 m | 70 m | 157 are |
| Macro | centiare | 106 m² | 103m | 0,7 m | 1,57 ca |
| Mega | centiare | 108 m² | 104m | 0,7 m | 1,57 ca |
| Nano | Micro | Meso | Macro | Mega | |
|---|---|---|---|---|---|
| ribbe van het vierkant | 1 m | 10 m | 100 m | 1 km² | 100 km |
| straal omgeschreven cirkel | 0,7 m | 7 m | 70 m | 707 m | 7071 m |
| ½ straal opvolgende cirkel | 3,5 m | 35 m | 350 m | 3,5 km | 35 km |
| corresponderende oppervlakte | 38 m² | 38 are | 38 ha | 38 km² | 3800 km² |
| ½ oppervlakte van de cirkel | 78,5 m² | 78,5 are | 78,5 ha | 78,5 km² | 7854 km² |
| corresponderende straal | 5 m | 50 m | 500 m | 5 km | 50 km |
In het geval dat er uitgegaan wordt van de oppervlakten is de corresponderende straal 1,4 maal groter en het oppervlak 2 maal groter.
Gebruik van kaarten
De mogelijkheden om de verschillende schaalniveaus af te beelden op kaarten, hangt af van de schaal waarop de kaarten zijn getekend. Een greep uit de verschillende typen van kaarten waar in de praktijk mee gewerkt wordt naar schaal en gebruikswijze:
- 1:1000 bouwtekeningen, kadastrale kaarten
- 1:5000 kaarten voor beheerplanning, vegetatiekaarten
- 1:10.000 gedetailleerde topografische kaarten
- 1:15.000 stadsplattegronden
- 1:25.000 topografische kaart van Nederland
- 1:50.000 bodemkaart, militaire kaart met raster in UTM-coördinaten
- 1:69.000 topografische inventarisatieatlas
- 1:100.000 topografische kaarten voor toeristisch gebruik
- 1:200.000 wegenkaart, Michelinkaart
- 1:450.000 Nederland in delen per atlasblad
- 1:1.000.000 Nederland op folioformaat
- 1.2.000.000 atlaskaartje verspreidingsgegevens groot formaat
- 1:3.000.000 atlaskaartje verspreidingsgegevens klein formaat
| kaartschaal | Nano | Micro | Meso | Macro | Mega |
|---|---|---|---|---|---|
| 1:10.000 | te klein | 0,1 cm | 1,4 cm | 14,1 cm | te groot |
| 1:25.000 | te klein | te klein | 0,6 cm | 5,6 cm | te groot |
| 1:69.000 | te klein | te klein | 0,2 cm | 2,0 cm | 20 cm |
| 1:100.000 | te klein | te klein | te klein | 1,4 cm | 14 cm |
| 1:200.000 | te klein | te klein | te klein | 0,7 cm | 7 cm |
Toepassing in biologische context
Met behulp van de indeling van de ruimtelijke schalen kan nu de relatie van een dier met zijn omgeving eenvoudig uitgedrukt worden. In de entomologie wordt met betrekking tot de relatie van insect en landschap vaak de betekenis genoemd van bijzonderheden die zich voordoen binnen kleine ruimten. Er wordt dan gesproken over minimilieus, minibiotopen en microhabitat. Het gaat dan om situaties die zich op nanoschaal of microschaal voordoen, maar de ecologische betekenis hangt echter af van situaties op mesoschaal of op macroschaal. Ter toelichting enkele voorbeelden.
De kleine vos (Aglais urticae) verplaatst zich als vlinder op megaschaal door het landschap en selecteert op mesoschaal een locatie voor de voortplanting waarbinnen nauwkeurig op nanoschaal een bosje brandnetels uitgezocht wordt voor het afzetten van de eitjes.
Het mannetje van de plakker (Lymantria dispar) is in staat om op macroschaal het lokkende vrouwtje op te sporen waarna vervolgens geen activiteit in selecteren van een speciale plek meer plaats vindt. De jonge rupsjes worden in het vroege voorjaar door de wind verplaats, de verspreiding is dus van toeval afhankelijk en niet te verbinden met een van de schaalniveaus.
De schorzijdebij (Colletes halophilus) leeft in kolonies die op microschaal gevestigd zijn op bepaalde delen van een terrein. De bijen zijn in staat om stuifmeel en nectar te verzamelen op afstanden van 300 m. Dat is bijna op het niveau van macroschaal. De combinatie van nestplaats en foerageerplaats moeten gezien worden minstens op het niveau van mesoschaal en mogelijk zelfs op macroschaal.
Toepassing in praktische context
In een natuurterrein komen soorten voor waarvan de individuen bepaalde plekjes van enkele vierkante meters nodig hebben zoals stukjes kale grond, steilkantjes of een dode boom voor de voortplanting of voor de bouw van nesten. Het gaat dus om details op nanoschaal die in een bepaalde frequentie en in een bepaald patroon op macroschaal van het terrein aanwezig moeten zijn, wil dit terrein in potentie geschikt zijn voor deze soorten. Het vergaren van voedsel doen dergelijke dieren in de wijde omtrek van de nestplaatsen. Afhankelijk van de soort vindt dit plaats op mesoschaal of op macroschaal.
De verschillende schalen staan ook voor een wijze van aanpak van terreinbeheer. Ze impliceren voor het terreinbeheer andere wijze van uitvoeren van maatregelen.
- Nanoschaal: bijzonderheden door deskundigen aangewezen en maatregelen die in handkracht uitgevoerd moeten worden.
- Microschaal: bijzonderheden die naar vegetatietype of structuur te duiden zijn en het uitvoeren van maatregelen kan zowel mechanisch mogelijk zijn, maar vaak is handkracht gewenst.
- Mesoschaal: karakterisering naar vegetatie of landschap, uitvoering van maatregelen mechanisch of door grazend vee.
- Macroschaal: inrichting en beheer van een terrein op landschapsniveau.
- Megaschaal: planologische aanpak voor gebiedsinrichting, Ecologische Hoofdstructuur.