Джефф Досер хочет дать защитникам природы инструменты, необходимые им для принятия более эффективных решений. В качестве исследователя с докторской степенью в Лаборатории количественной экологии Зипкина Мичиганского государственного университета в Колледже естественных наук (NatSci) он и его команда разработали уникальную модель для анализа сокращающегося биоразнообразия и понимания изменений, происходящих внутри отдельных видов и в более широких сообществах диких животных.
В новой статье, опубликованной в Methods in Ecology and Evolution, команда показывает, как интеграция данных из нескольких видов и источников данных может продвинуть анализ на шаг вперед по сравнению с предыдущими подходами. Их интегрированная модель занятости сообщества, или ICOM, объединяет две области статистической экологии, интеграцию данных и иерархическое моделирование сообщества, в единую аналитическую структуру, которая может показать, как модели и динамика биоразнообразия меняются в пространстве и времени.
«Используя целостный подход, мы можем дать лучшие рекомендации по сохранению», — сказал Досер. «Мы можем оценить, как виды и целые сообщества реагируют на глобальные изменения, и мы можем определить, какие области должны быть приоритетными для сохранения. Мы также можем точно определить места с недостаточными данными».
Чтобы протестировать новую структуру, команда использовала данные сообщества из 12 видов птиц, собирающих листву, в Национальном лесу Уайт-Маунтин в качестве тематического исследования и сравнила результаты с предыдущими моделями. Поиск достаточного количества данных для решения широкомасштабных вопросов биоразнообразия часто бывает затруднен, поскольку сбор данных по обширным регионам может быть дорогостоящим и сложным с точки зрения логистики. При сборе данных часто приходится идти на компромисс, когда данные высокого качества могут быть получены только на меньших территориях и, как правило, за более короткие периоды времени. Поэтому Досер и его команда объединили несколько источников данных, чтобы учесть эти сложности.
«Интеграция данных — один из наиболее многообещающих подходов к оценке и прогнозированию биоразнообразия в меняющемся мире», — сказала старший автор Элиз Зипкин, доцент кафедры интегративной биологии NatSci и директор программы «Экология, эволюция и поведение». «Одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются защитники природы, является определение того, что именно вызывает сокращение численности видов, и тем не менее для большинства видов в большинстве географических регионов имеются ограниченные данные».
Чтобы извлечь выгоду из различных типов данных, Doser использовал два источника данных высокого качества из двух небольших лесных участков и один источник более низкого качества с данными, доступными по всему лесу. Тематическое исследование и моделирование показали, что ИКОМ превзошел своих предшественников по многим параметрам. По сравнению с анализом отдельных видов он обеспечивает более точную и точную оценку параметров вида, чем анализ, в котором используется только один источник данных. Это также привело к более точным выводам о биоразнообразии по сравнению с предыдущими многовидовыми моделями, в которых использовался только один источник данных.
Есть надежда, что эта модель приведет к аналогичному анализу других таксономических групп по всему миру и более информированным усилиям по сохранению. Лаборатория Зипкина уже расширяет эту структуру, чтобы понять, как изменение климата и землепользования влияет на сообщества птиц и бабочек в Соединенных Штатах за последние несколько десятилетий, с целью прогнозирования распределения видов на более поздние периоды века.
Для Doser исследование — это только часть работы. Его приверженность распространению надежных инструментов моделирования привела его на путь разработки программного обеспечения. Команда недавно выпустила свободно доступный программный пакет spOccupancy , чтобы предоставить исследователям и специалистам по охране природы возможность оценивать тенденции изменения видов с помощью современных инструментов моделирования, таких как ICOM. Пакет был представлен в другой статье в журнале Methods in Ecology and Evolution.
«Для того, чтобы наши модели были доступны другим исследователям и заинтересованной публике, важно, чего мы хотим добиться», — сказал Досер. «Многие менеджеры по ресурсам имеют ограниченную подготовку по математике и статистике, поэтому важно предоставить доступные инструменты, которые они могут использовать для достижения целей сохранения. Это направление моих исследований».
Код ICOM с указаниями размещен в архиве кода лаборатории Zipkin вместе со всеми моделями, разработанными лабораторией.
«Открытая наука имеет решающее значение для эффективного сохранения», — добавил Зипкин. «Мы стремимся сделать нашу работу доступной, воспроизводимой и прозрачной, что, как мы надеемся, поможет продвинуть эту важную область исследований».
Теги: млекопитающие, птицы, экология
