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02/07/2025

Notre numéro de juillet est maintenant sorti! – Blog de méthodes


Ce problème Contient les dernières méthodes d’écologie et d’évolution. Lisez pour découvrir les articles en vedette de ce mois-ci et l’article derrière notre couverture!

En vedette

Microecotools: un package R pour l’analyse complète de l’écologie microbienne théorique

Les auteurs introduisent Microecotools, un package R conçu pour tester les prédictions du cadre écologique à l’aide de données communautaires microbiennes. Il évalue la diversité microbienne et évalue les impacts relatifs des mécanismes d’assemblage stochastiques et déterministes grâce à une approche de modèle nul basé sur les taxons pour les conceptions répliquées. En outre, le package permet l’application des catégories d’histoires de vie basées sur les traits de la crasse – concurrents, tolérants au stress et ruderal (RSE) – aux taxons, aux traits fonctionnels et aux fonctions écosystémiques au sein des communautés microbiennes. Microecotools comprend également des tests statistiques pertinents, des simulations numériques et des ensembles de données accessibles au public pour la démonstration. En conclusion, les Microecotools facilitent l’application de cadres écologiques, y compris les mécanismes d’assemblage communautaire, l’analyse de la diversité et les stratégies du cycle de vie, aux écosystèmes microbiens sous perturbation.

PNETR: Un package R pour la famille PNET des modèles d’écosystème forestier

De nombreux modèles d’écosystèmes sont difficiles à gérer et à appliquer par des scientifiques en raison de structures de modèles complexes, d’un manque de documentation cohérente et d’une implémentation de programmation de bas niveau. Dans cet article, les auteurs présentent le package «PNETR» R, qui est conçu pour fournir un cadre de modélisation d’écosystème facile à gérer et une documentation détaillée dans la structure du modèle et la programmation. Le cadre met en œuvre une famille de modèles d’écosystème PNET largement utilisés, qui sont relativement parcimonieux mais capturent des cycles biogéochimiques essentiels d’eau, de carbone et d’azote. Ils espèrent que «PNETR» peut faciliter le développement de la théorie écologique et augmenter l’accessibilité de la modélisation des écosystèmes et des prévisions écologiques.

Diagramme schématique PNET-CN. Les flèches de couleur représentent les principaux processus des cycles biogéochimiques, notamment le carbone (jaune), l’eau (bleu) et l’azote (cyan).
Classification du bois des feuilles des données de balayage laser terrestre avec une photographie proche infrarouge co-enregistrée

Pour évaluer l’indice de surface foliaire (LAI) à partir des données de balayage laser terrestre (TLS) collectées dans des conditions de feuille sur les conditions, une exigence fondamentale est la classification des points comme des feuilles ou du bois. Une nouvelle approche de classification des bois des feuilles est présentée qui évite les problèmes actuels en exploitant les propriétés de transmittance spectrale des feuilles et du bois, qui, aux longueurs d’onde presque infrarouge, montrent des différences beaucoup plus importantes que pour la réflectance. L’approche repose sur la classification des images proche infrarouge recueillies par une caméra co-enregistrée intégrée à l’instrument TLS et peut être directement appliquée à l’ensemble du nuage de points sans segmentation. Les résultats fournissent une preuve de l’efficacité de l’approche, et son utilisation a le potentiel de réduire l’incertitude des variables climatiques essentielles essentielles à la surveillance, à la modélisation et à l’adaptation des changements climatiques.

Présentation de l’approche de classification des bois des feuilles présentée dans cet article, qui utilise des images presque infrarouges obtenues avec une caméra co-enregistrée intégrée à l’instrument TLS, et exploite les différentes propriétés de transmittance spectrale des feuilles et du bois à des longueurs d’onde infrarougea.
Combler l’écart entre la phénologie détectée à distance et les processus écophysiologiques sous-jacents: le modèle de houle

La télédétection est devenue un outil clé pour surveiller les événements phénologiques sur de grandes échelles spatiales et temporelles, utilisant principalement des indices de végétation comme l’indice de végétation de différence normalisée (NDVI). Cette étude présente une houle (vagues simulées d’énergie, de lumière et de vie), un modèle de phénologie basé sur des processus qui simule le profil NDVI temporel, du dépliage des feuilles à la libération de dormance, basé sur des fonctions de réponse photothermique spécifiques aux espèces. La houle permet de combler l’écart entre la phénologie détectée à distance et les processus écophysiologiques sous-jacents. En surmontant les limites actuelles de la modélisation de la phénologie basée sur les processus, la houle peut représenter un nouvel outil pour comprendre et prédire la phénologie de la végétation dans le contexte du changement climatique.

Schéma général du flux de travail analytique global de l’étude. NDVI, indice de végétation de différence normalisée; Swell, des vagues simulées d’énergie, de lumière et de vie.
La limite des prévisions écologiques revisitées: potentiel, prévisibilité du système absolu et relatif

Les prévisions écologiques sont des déclarations basées sur des modèles sur les états écosystèmes actuellement inconnus dans le temps ou l’espace. Dans cet article, les auteurs synthétisent des méthodes existantes qui évaluent les «limites de prévision» et les appliquent pour quantifier la prévisibilité du modèle et le comportement du système. Ce travail explore la relation entre la vérification du modèle écologique et l’analyse de prévisibilité. Il formalise les distinctions entre les limites de prévision potentielles et relatives que nous supposons représenter les limites de prévisibilité supérieures et inférieures, et un cas d’utilisation de la limite de prévision absolue. Les auteurs démontrent ce cadre utilisant trois études de cas qui traitent de trois échelles écologiques différentes, illustrant les diverses applications des limites de prévision dans l’évaluation des modèles à travers différents systèmes et complexités.

Arbre de décision pour les limites de prévision: en fonction des différents choix de données de vérification, de la fonction de référence et de notation, cela se traduira par l’un des trois types classifiés de limite de prévision.

Image de couverture

Photo credit: Paige Kouba

Comme atmosphérique co2 Les concentrations continuent d’augmenter, les chercheurs en écologie et en évolution exploreront de nouvelles questions sur la façon dont les écosystèmes réagissent aux facteurs de stress en interaction du changement climatique. L’image de couverture de ce mois présente Tinyco2un système haute performance et à faible coût pour le CO élevé2 Expériences sur les plantes cultivées sur le terrain. Tinyco2 Peut être adapté pour répondre aux besoins de divers sites de recherche et délais. Plus important encore, Tinyco2 peut être construit à une fraction du coût du CO similaire2 Systèmes d’enrichissement, mettant cette méthode disponible pour les équipes de recherche de diverses institutions. Dans notre article, nous décrivons la conception et les performances de Tinyco2 Dans sa première itération à Quail Ridge Reserve, un chêne boisé dans la chaîne de la côte intérieure de Californie. Nous espérons que cette méthode peut aider à élargir la portée du CO2 Des expériences d’enrichissement sur des plantes cultivées sur le terrain, permettant aux chercheurs de recueillir des données empiriques sur les effets du changement climatique dans les écosystèmes et les biomes sous-étudiés.

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