Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA
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Modelos para la predicción de
la distribución de especies
Blgo. Paúl GonzálesLaboratorio Florística
Museo de Historia Natural-UNMSM
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¿Para que conocer la distribución
ecológica y geográfica de las especies?
• Conservación
• Predicción en climas pasados y futuros
• Entender los patrones espaciales de la diversidad
• Potencial de especies invasoras
• Comparación entre especies relacionadas
• Vacios de información
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¿Porque está una especie donde está?
¿porque una especie no está donde no está?
Nicho ecológico Nicho fundamental
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Marco conceptual “BAM”
• A: requerimientos fisiológicos, variables desacopladas (scenopoéticas), aproximadamente
independientes de las interactuantes, baja resolución con toneladas de datos
• B: requerimientos bióticos, consumo de recursos, interacción con competidores y depredadores
…,variables acopladas, alta resolución muy difíciles de obtener, no existe nada similar a los
millones de datos de las scenopoéticas.
• M: es universalmente casi ignorado, pero sin conocimiento sobre las posibilidades de dispersión
de una especie, es imposible saber a donde puede llegar. Se refiere a los movimientos
dispersivos de la especie
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Áreas ocupadas vs Áreas potenciales
Modelamiento
Modelamiento distribución de
especies
Modelamiento de nicho ecológico
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¿Qué es: “modelamiento predictivo”?
• Modelo: son
representaciones
simplificadas de la
realidad donde se
muestran algunas de
sus propiedades (con
que propósito)
• Predictivo: predice
(estima) propiedades
en zonas donde estas
se desconocen.
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Objetivo
• A partir de datos de presencia/ausencia, localizados
espacialmente, generar una superficie continua de
valores que nos refleje la probabilidad de presencia.
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Que información necesitamos para el modelamiento
Programas ?
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Que necesitamos
1. Datos biológicos
• Muestras
2. Capas
• Elevación, países, provincias, departamentos, distritos, clima, suelo, etc.
3. Programas
• DIVA-GIS, ArcGIS, Maxent, etc.
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• Base de datos gratuitas desde internet (gratuita pero con errores)
GBIF
VertNet (Vertebrados)
OBIS (ocean Biogeographic information System)
TROPICOS (Missouri)
• Base de datos personales
• Trabajo de campo (GPS)
• Herbarios y museos
1.Datos biológicos
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www.gbif.org
GBIF
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TROPICOSwww.tropicos.org
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Cuidado ¡¡¡¡¡…
Problemas con la base de datos publicas y gratuitas
Especies con identificaciones no necesariamente correctas o verificadas.
Muestras sin poder tenerlas en físico.
Datos con errores geográficos
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DATOS PERSONALES
Paso 1: Digitalización de la información (toma tiempo)
Paso 2: Georeferenciación
Paso 3: Conversión
10°23'11'' S, 77°59'43'' W
-10.386389, -77.995278
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1) Manual
GoogleEarth
FuzzyGazetteer
Fuzzyg
2) Semi-automatico
BioGeomancer
Ve el link “Como georeferenciar
http://www.herpnet.org/herpnet/Gazetteer/GeorefEspanol.html
GEOREFERENCIACIÓN
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FuzzyGazetteerhttp://isodp.hof-university.de/fuzzyg/query/
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Fuzzyghttp://dma.jrc.it/services/fuzzyg/
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GoogleEarthhttp://www.google.com/earth/download/ge/
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Google searchese.g.,
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BioGeomancerhttps://sites.google.com/site/biogeomancerworkbench/
home/workbench
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CONVERCIÓN
Tres formatos basicos:
1.Grados, minutos y segundos 10°23'11'' S, 77°59'43'' W
2.Grados y minutos decimales 10°23.1834S, 77°59.7167W
3.Grados decimales -10.386389, -77.995278
Todo es lo mismo, SOLO EN FORMATO DIFERENTE!!!
PERO EN SIG, SE NECESITA CORDENADAS EN FORMA DECIMAL!!!
OTRO FORMATO DIFERENTE ES UTM
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2. CAPAS
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Capas de DIVA-GIShttp://www.diva-gis.org/gdata
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Areas Protegidashttp://protectedplanet.net/
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Otras capas
NatureServe
http://www.natureserve.org/aboutUs/latinamerica/gis_data_downloads.jsp
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Capas del ambiente
1.Elevacion
2.Clima
3.Suelos
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Datos del clima
BIOCLIM/WORLDCLIM(varias resoluciones)
http://www.worldclim.org/
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Datos del clima
BIOCLIM/WORLDCLIM(varias resoluciones)
http://www.worldclim.org/
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• Relativamente buena para la temperatura, pero no tan buena para la precipitación
• Mayor incertidumbre para montañas, las islas oceánicas y zonas con pocas estaciones meteorológicas = ANDES!
Datos del clima
BIOCLIM/WORLDCLIM(varias resoluciones)
http://www.worldclim.org/
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Datos de suelos
FAO
(30 arc segundos = c. 1km resolución)http://www.fao.org/nr/land/soils/harmonized-world-soil-database/en/
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Datos de los suelos
SOTER - SOil and TERrain Digital Database
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/projects/soter/
http://www.isric.org/data/soil-and-terrain-database-latin-america-and-caribbean-version-20-scale-15-million-soterlac
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FAO Spatial (Geonetwork)
http://www.fao.org/geonetwork/srv/en/main.home
Harmonized World Soil Database (IIASA)
http://webarchive.iiasa.ac.at/Research/LUC/External-World-soil-
database/HTML/index.html
Global Soil Regions Map (FAO-UNESCO)
http://soils.usda.gov/use/worldsoils/mapindex/order.html
Global Soil Carbon, Nitrogen, Water profile (IGBP-DIS)
http://daac.ornl.gov/SOILS/guides/igbp-surfaces.html
Global Soil Organic Carbon, Moisture, pH, Potential Evapo-transpiration (SAGE)
http://www.sage.wisc.edu/atlas/maps.php
Global soil, climate, carbon, vegetation, canopy, wetland, geochemistry (ORLN
DAAC)
http://webmap.ornl.gov/wcsdown/
Global soil water balance (GSWB)
https://hc.app.box.com/shared/h5725liec6
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RESUMEN DE LOS DATOS AMBIENTALES
Existen datos ambientales digitales y son gratuitas
• Elevación: con alta resolución y precisión
• Temperatura: con datos mas o menos precisos
• Precipitación: con mas errores; datos no tan buenas especialmente para los trópicos
Mas imprecisión en los datos de los estaciones del clima en montanos, islas oceánicas, y donde no tenemos estaciones del clima!
• Suelos: mapas son crudos generalmente pero ya existe
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Formatos de las capas
• Datos de puntos (especímenes) SHAPE FILE .shp
Polígonos (país) SHAPE FILE .shp
• variables continuas (clima) GRID FILE .grd
ASCII FILE .asc
IMAGE FILE .bil
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3. Programas
DIVA-GIS
Análisis simples, fácil a usar, GRATUITA!!!
http://www.diva-gis.org/download
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ArcGIS - ESRI
Perfecto pero caro (hay copias piratas…) !!!
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GRASS GIS
complejo – Gratuita pero no fácil de usar!!!
http://grass.osgeo.org/
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Quantum GIS – Q-GIS
Gratuita!!!http://www.qgis.org/
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R package
Gratuita!!!http://www.r-project.org/
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RESUMEN
- Si eres un principiante -> DIVA-GIS
- Si tienes dinero -> ArcGIS
- Si quieres aprender más pero no tienes dinero -> Q-GIS
- Si eres un nerd -> R, GRASS GIS
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PROGRAMAS PARA
MODELAMIENTO DE DISTRIBUCIÓN
DE ESPECIES (MDS)
Hay diferentes MDP (BIOCLIM, DOMAIN, GARP, Maxent, BRT,
GAM, GLM, EcoCrop, etc).
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![Page 54: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/54.jpg)
![Page 55: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/56.jpg)
Porque usaremos Maxent?
• Proporciona:
• Buenos resultados
• Buenos resultados con pocos puntos (-50)
• Solo necesita puntos de presencia
• Es fácil de usar
• Es gratuito
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![Page 59: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/60.jpg)
EJEMPLO
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![Page 63: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Modelos Para La Predicción de La Distribución de Especies x PGA](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022081802/5695d09e1a28ab9b02932e98/html5/thumbnails/65.jpg)
Configuración
• Usualmente la configuración predeterminada
está bien
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Resultados:
• Los archivos: .html y .asc son los más importantes.
• El archivo .lambdas contiene los parámetros del modelo
• El archivo maxentResults.csv
• La carpeta plots
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El archivo: .asc
• Representa las cuadriculas con las predicciones
para el área de estudio.
• Es mejor verlo con un software SIG ya que con
ello se puede hacer más análisis.
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El archivo: .html
• Un resumen del modelo
• Gráficas del modelo
• Análisis estadísticos
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AUC plot
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Tasa de omisión
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Predicción de la presencia
• “1” significa una
alta probabilidad
• “0” significa baja
probabilidad
• Los puntos blancos
son los puntos de
presencia
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¿Cuánto aporta la variable al modelo?
• Contribución de las
variables
• Diferencias en AUC
sin la variable
• Tener cuidado si
están correlacionadas
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Prueba y validación del modelo
1. Selección de puntos al azar para la evaluación (e.g. 25 % de los
puntos)
2. Un archivo con nuevos (otros puntos) puntos
3. Metodología estadística como la validación cruzada.
El principio de la validación en los tres casos es el mismo, usamos
algunos puntos para hacer el modelo y usamos los demás para la
evaluación.
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Resultados
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Resultados
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Preguntas?
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Proyección con datos de
clima futuro
¿Cambiará la distribución en el futuro?
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Literatura recomendada
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Gracias
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