Новый инструмент для обнаружения сокращения видов поможет защитить биоразнообразие
Исследователи из Лаборатории количественной экологии Зипкин (Zipkin Quantitative Ecology Lab) Университета штата Мичиган разработали уникальную модель для анализа сокращения биоразнообразия. Она позволяет понять изменения как у отдельных видов, так и в более широких сообществах дикой природы.
В статье, опубликованной в Methods in Ecology and Evolution, команда показывает, как интеграция данных от нескольких видов и из разных источников позволяет сделать анализ более глубоким по сравнению с предыдущими подходами. Их интегрированная модель встречаемости сообществ (ICOM) объединяет два направления статистической экологии — интеграцию данных и иерархическое моделирование сообществ — в единую аналитическую структуру. Это помогает выявить, как закономерности и динамика биоразнообразия меняются в пространстве и времени.
«Применяя комплексный подход, мы можем давать более качественные рекомендации по сохранению видов», — говорит ведущий автор Джефф Дозер (Jeff Doser). — «Мы можем оценить, как виды и целые сообщества реагируют на глобальные изменения, определить приоритетные для сохранения территории, а также выявить места, по которым недостаточно данных».
Для тестирования новой модели команда использовала данные о сообществе из 12 видов птиц, собирающих корм в листве, в Национальном лесу Уайт-Маунтин (White Mountain National Forest). Чтобы компенсировать сложности сбора данных на больших территориях, Дозер и его команда объединили несколько источников данных.
«Интеграция данных — один из самых многообещающих подходов для оценки и прогнозирования биоразнообразия в меняющемся мире», — отмечает старший автор статьи, доцент Элизабет Зипкин (Elise Zipkin). — «Одна из самых больших проблем — определить, что именно вызывает сокращение видов, при том что для большинства видов в большинстве регионов данные ограничены».
В тестовом исследовании использовались два высококачественных источника данных с двух небольших лесных участков и один источник данных более низкого качества, но охватывающий весь лес. Модель ICOM превзошла предыдущие подходы: по сравнению с анализом отдельных видов она дала более точные оценки параметров видов, а по сравнению с предыдущими моделями для нескольких видов, использовавшими один источник данных, — более точные выводы о биоразнообразии.
Лаборатория Зипкин уже применяет эту структуру для изучения влияния изменения климата и землепользования на сообщества птиц и бабочек в США за последние десятилетия, с целью прогнозирования распространения видов до конца века.
Команда также разработала и выложила в открытый доступ программный пакет spOccupancy, чтобы дать исследователям и практикам в области охраны природы возможность оценивать тенденции в состоянии видов с помощью современных инструментов моделирования, включая ICOM.
«Для достижения наших целей важно сделать наши модели доступными для других исследователей и заинтересованной общественности», — подчеркивает Джефф Дозер. — «У многих управляющих ресурсами ограниченная подготовка в области математики и статистики, поэтому важно предоставить доступные инструменты».
Код модели ICOM с инструкциями размещен в архиве кода лаборатории Зипкин вместе со всеми другими разработанными моделями.
«Открытая наука критически важна для эффективной охраны природы, — добавляет Элизабет Зипкин. — Мы стремимся сделать нашу работу доступной, воспроизводимой и прозрачной, что, как мы надеемся, поможет продвинуть эту важную область исследований».