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http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/510
Title: | Spatial relations between lianas and trees in Yasuni National Park |
Authors: | Romero Saltos, Hugo Geovanny Chandi Villarroel, Franz Alexander |
Keywords: | Modelo de Poisson Distribución espacial Lianas Árboles Parque Nacional Yasuní (Ecuador) Poisson model Spatial distribution Trees Yasuni National Park (Ecuador) |
Issue Date: | May-2022 |
Publisher: | Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay |
Abstract: | Se desarrollaron diferentes modelos espaciales de Poisson no estacionarios con el fin de buscar los modelos más óptimos que expliquen la distribución espacial de lianas en base a las distribuciones espaciales de taxones de árboles (como covariables). Los datos utilizados provienen de los censos de lianas y árboles realizados en 2008 y 2002−2003, respectivamente, en un área de 20 m × 500 m (1 ha) en la parcela permanente de vegetación de 50 ha en el Parque Nacional Yasuní. Se realizaron análisis independientes a nivel taxonómico de especies, géneros y familias de árboles, y también con diferentes clases diamétricas tanto de lianas como de árboles. Para evaluar el efecto de diferentes clases diamétricas sobre la calidad de un modelo, se combinaron diferentes clases diamétricas para lianas (≥1.0, ≥1.5, ≥2.0 y ≥2.5 cm), y para árboles (≥1.0, ≥2.0, ≥3.0, ≥4.0, ≥5.0, ≥6.0, ≥7.0, ≥8.0, ≥9.0 y ≥10.0 cm), dando como resultado 40 modelos por nivel taxonómico (total 120 modelos). Cada modelo fue evaluado por dos índices que miden su desempeño: la Eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE, por sus siglas en inglés) y el Criterio de Información de Akaike (AIC, por sus siglas en inglés). Además, se utilizó una correlación de Spearman para evaluar hasta qué punto los resultados de un modelo pueden correlacionarse con los datos reales de prevalencia de lianas reportados en la literatura (18 estudios entre 1984 y 2020). Para escoger el modelo más óptimo de entre los 40 modelos corridos por cada nivel taxonómico de árboles, se utilizó como criterio el nivel de significancia del coeficiente ρ de la correlación de Spearman. A nivel de especie, las correlaciones de Spearman no fueron significativas porque solo se encontraron pocas especies de árboles de Yasuní con datos de prevalencia de lianas reportados en la literatura. A nivel de género, los modelos de la clase diamétrica de árboles ≥7 cm fueron los únicos que produjeron correlaciones altamente significativas, en particular el modelo que resultó cuando la clase diamétrica de lianas ≥1 cm fue considerada (ρ = 0.718, P = 0.017). A nivel de familia, el modelo con la correlación más altamente significativa fue el de la clase diamétrica de árboles ≥7 cm y la clase diamétrica de lianas ≥2 cm (ρ = 0.628, P = 0.006). En estos dos modelos, seleccionados por su cercanía a los datos reales de prevalencia de lianas, se calcularon los estimados del parámetro θ_t, denominado θ ̂_t, para cada taxón de árboles y su significancia estadística bajo la H0: θ_t= 0. Este estimado indica si un taxón muestra tendencia a estar o no rodeado de lianas (θ ̂_t<0 para indicar relativa ausencia de lianas cerca de los individuos del taxón del árbol, y θ ̂_t>0 para indicar asociación con lianas de los individuos del taxón del árbol). Las características anatómicas de aquellos taxones con un θ ̂_t significativamente diferente de cero fueron evaluadas con el fin de explicar los posibles mecanismos ecológicos detrás de los resultados estadísticos. En general, se observó que aquellos taxones de árboles con θ ̂_t<0 (estadísticamente significativos) en efecto muestran características de disuasión de lianas, mientras que aquellos taxones de árboles con θ ̂_t>0 (estadísticamente significativos) en efecto muestran características que pueden facilitar la colonización de lianas. |
Description: | Different non-stationary Poisson models were developed in order to search for the most optimal models to explain the spatial distribution of lianas based on the spatial distributions of tree taxa (as covariates). The data used come from liana and tree censuses conducted in 2008 and 2002−2003, respectively, in an area of 20 m × 500 m (1 ha) in the permanent vegetation plot of 50 ha in Yasuní National Park. Independent analyses were performed at the taxonomic level of tree species, genera and families, and also with different diameter classes of both lianas and trees. To assess the effect of different diameter classes on the quality of a model, different diameter classes for lianas (≥1.0, ≥1.5, ≥2.0 y ≥2.5 cm) and trees (≥1.0, ≥2.0, ≥3.0, ≥4.0, ≥5.0, ≥6.0, ≥7.0, ≥8.0, ≥9.0 y ≥10.0 cm) were combined in different models, resulting in 40 models per taxonomic level (total 120 models). Each model was evaluated by two indices that measure model performance: the Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) and the Akaike Information Criterion (AIC). In addition, a Spearman correlation was used to assess to what extent the results of a model can be correlated with liana prevalence data as observed in the field and reported in the literature (18 studies between 1984 and 2020). To select the most optimal model from the 40 models run for each taxonomic level of trees, the level of significance of the ρ coefficient of the Spearman correlation was used as a criterion. At the species level, Spearman correlations were not significant because only a few Yasuní tree species were found with liana prevalence data reported in the literature. At the genus level, the models of the tree diameter class ≥7 cm were the only that produced highly significant correlations, in particular the model that resulted when the diameter class of lianas ≥1 cm was considered (ρ = 0.718, P = 0.017). At the family level, the model with the most significant correlation was the one for the diameter class of trees ≥7 cm and the diameter class of lianas ≥2 cm (ρ = 0.628, P = 0.006). In these two models, selected for their resemblance to real liana prevalence data, estimates of the parameter θ_t, designated as θ ̂_t, were calculated for each tree taxon and their statistical significance under H0: θ_t= 0 was assessed. This estimate indicates whether a taxon shows a tendency to be or not surrounded by lianas (θ ̂_t<0 to indicate relative absence of lianas nearby the individuals of the tree taxon, and θ ̂_t>0 to indicate association of the individuals of the tree taxon with lianas). The anatomical characteristics of those taxa with a θ ̂_t significantly different from zero were evaluated in order to explain the possible ecological mechanisms behind the statistical results. In general, it was observed that those tree taxa with θ ̂_t<0 (statistically significant) do indeed display liana-deterring characteristics, while those tree taxa with θ ̂_t>0 (statistically significant) do indeed display features that may facilitate liana colonization. |
URI: | http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/510 |
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