Un modèle prédictif pour les animaux coloniaux combinant le réalisme biologique avec un minimum de données. – Blog de méthodes

Post fourni par Holly Niven.

Je suis Holly, doctorant en écologie à l’Université de Glasgow, avec une formation en mathématiques et en physique. Mes recherches concernent l’écologie quantitative, avec un accent actuel sur l’étude de l’exposition des animaux aux perturbations dans leur environnement et à la compréhension des moteurs de leur dynamique de population.

Quelles sont les gammes domestiques et pourquoi sont-elles utiles?

Gammes domestiques (HRS) Décrivez l’utilisation de l’espace des animaux pour mener à bien leurs activités quotidiennes telles que la recherche de nourriture et les déplacements. Plus techniquement, c’est le Répartition des probabilités de l’utilisation de l’espace d’un animal et est souvent défini comme l’espace où un animal est trouvé 95% du temps.

L’estimation des HR peut nous aider à répondre aux questions d’utilisation de l’espace. Par exemple: Les HRS de SeaBird sont-ils séparés et dans quelle mesure? Ou, Comment les animaux sont-ils exposés aux facteurs de stress dans leur environnement? L’exposition d’un animal à un facteur de stress dans son environnement peut être estimée en calculant le chevauchement de ses RH avec le facteur de stress.

Les animaux coloniaux sont particulièrement vulnérables aux facteurs de stress dans leur environnement environnant ou les RH, car ils sont contraints de se déplacer vers et depuis leur colonie. Une estimation précise des RH et une exposition aux facteurs de stress environnementaux est importante pour l’évaluation des risques environnementaux.

Modèles existants

Les modèles existants de gammes domestiques peuvent être pris en compte sur un spectre allant de Modèles individuels (IBM) à une perspective au niveau de la population dans les méthodes d’estimation de la densité ou Modèles de distribution d’espèces (SDM). Les IBM peuvent ne pas capturer des modèles de mouvement à grande échelle et être difficile à compromettre à l’adaptation aux données, tandis que les méthodes d’estimation de la densité peuvent avoir des exigences de données élevées, lutter contre la prédiction et être difficiles à intégrer au réalisme biologique. D’autres modèles plus mécanistes (par exemple, Distributions projetées) ont été développés pour des systèmes à faible disponibilité des données; Cependant, ils peuvent manquer de réalisme biologique et peuvent ne pas être adaptés aux données.

Notre modèle de réparation pour les animaux coloniaux

Dans notre récent articlenous présentons une nouvelle méthode pour l’estimation du domaine vital chez les animaux coloniaux, qui combine les forces des approches existantes: semblable aux SDM, il peut être adapté de manière pragmatique à des données minimales, semblables aux PIC, il incorpore des complexités biologiques. Et c’est prédictif. Le meilleur des deux mondes! Au lieu de modéliser le mouvement des individus, comme dans un IBM, nous modélisons le mouvement de l’utilisation des animaux dans l’espace, qui est influencé par des interactions complexes entre l’accessibilité du paysage, les contraintes énergétiques et la compétition entre – et intra-colonie. Notre modèle nécessite de suivi des données de aussi peu que deux colonies immédiates pour régler le modèle sur une espèce. Une fois réglés, seuls les emplacements et les tailles des colonies pour les colonies et les années d’intérêt sont nécessaires pour faire des prévisions RH. Cela signifie que nous pouvons faire des prédictions RH pour les colonies et les années sans les données de suivi, qui pour de nombreuses raisons ne peuvent pas toujours être obtenues (en particulier pour l’avenir!).

Cela fonctionne-t-il?

À titre d’exemple, nous avons appliqué notre modèle à la Northeast Atlantic Northern Gannet Colony Network à la nourriture des îles britanniques. Il est important d’estimer les chaînes de maisons de colonie de fancs de fosse précises car ils sont considérés comme vulnérables aux parcs éoliens offshore risque de collision avec des lames de turbine et Évitement des zones éoliennesentraînant une perte d’habitat. Leurs plus grandes colonies de reproduction sont également à proximité des développements actuels et planifiés (figure 1).

Optimisant le modèle vers le fasset en ligne à l’aide de données de suivi GPS à partir de deux colonies de farnettes (Grassholm et Great Salee), nous avons prédit des HR de Gannet pour toutes les colonies en utilisant Estimations de la taille des colonies et les emplacements. Les HR prévues ont montré une similitude frappante avec les données de suivi de validation (figure 2). Ça marche!

Figure 2: A: Gannet prévu à 95% HRS en 2011 pour toutes les colonies de fis de faille entourant les îles britanniques avec des données de suivi. B: GPS Suivi des données de 2011 pour comparaison.

Est-ce important?

Nous avons validé nos prévisions contre deux autres méthodes d’estimation du champ de famille standard, la Méthode de plage de recherche de nourriture (qui assume une densité constante à travers un rayon défini) et le Méthode de distribution projetée (qui intègre en outre une baisse de l’utilisation avec la distance de la colonie). Notre méthode a approximativement doublé les performances prédictives des autres méthodes existantes, attribuant 74% des emplacements de suivi de validation à leurs colonies correctes, contre 41% et 31% des méthodes existantes.

L’estimation de l’exposition des fers de balles aux parcs éoliens offshore prévus a produit différents résultats pour chaque méthode. Dans l’ensemble, les méthodes existantes ont sous-estimé l’exposition des feux de tête aux parcs éoliens offshore par rapport à notre méthode, mais qu’ils sous-estiment ou surestiment l’exposition dépendra de la colonie et du scénario. Ça compte!

En raison de ces améliorations, notre méthode peut être utilisée pour estimer plus précisément l’exposition aux colonies aux facteurs de stress et affecter les oiseaux de mer détectés en utilisant des enquêtes en ASE à leur colonie d’origine probable. Notre méthode peut également être utilisée pour prédire les FV futures et l’exposition compte tenu des tailles de colonies projetées.

Quoi de suivi?

Nous sommes en train de développer notre méthode en un package R pour une utilisation plus pratique et nous travaillons à Incluez la méthode dans le processus d’évaluation des risques environnementaux éoliens offshore pour les oiseaux de mer.

Notre méthode est applicable à toutes les espèces coloniales, par exemple, les chauves-souris, les phoques et les insectes sociaux. Vous voulez l’essayer avec votre espèce d’étude ou vous voulez en savoir plus? Lire l’article complet ici ou contactez-moi, Holly Niven à holly.niven@glasgow.ac.uk.

Suivez-moi Bluesky pour suivre mes recherches.

Post édité par Swifenwe et Prayer Kanyile