Métodos de máxima verosimilitud en ecología y su aplicación en modelos de vecindad

Los métodos de máxima verosimilitud (MMV) ofrecen un marco alternativo a la estadística frecuentista convencional, alejándose del uso del p-valor para el rechazo de una única hipótesis nula y optando por el uso de las verosimilitudes para evaluar el grado de apoyo en los datos a un conjunto de hipótesis alternativas (o modelos) de interés para el investigador. Estos métodos han sido ampliamente aplicados en ecología en el marco de los modelos de vecindad. Dichos modelos usan una aproximación espacialmente explícita para describir procesos demográficos de plantas o procesos ecosistémicos en función de los atributos de los individuos vecinos. Se trata por tanto de modelos fenomenológicos cuya principal utilidad radica en funcionar como herramientas de síntesis de los múltiples mecanismos por los que las especies pueden interactuar e influenciar su entorno, proporcionando una medida del efecto per cápita de individuos de distintas características (ej. tamaño, especie, rasgos fisiológicos) sobre los procesos de interés. La gran ventaja de aplicar los MMV en el marco de los modelos de vecindad es que permite ajustar y comparar múltiples modelos que usen distintos atributos de los vecinos y/o formas funcionales para seleccionar aquel con mayor soporte empírico. De esta manera, cada modelo funcionará como un “experimento virtual” para responder preguntas relacionadas con la magnitud y extensión espacial de los efectos de distintas especies coexistentes, y extraer conclusiones sobre posibles implicaciones para el funcionamiento de comunidades y ecosistemas. Este trabajo sintetiza las técnicas de implementación de los MMV y los modelos de vecindad en ecología terrestre, resumiendo su uso hasta la fecha y destacando nuevas líneas de aplicación.

Documentación de modelos y flujos de trabajo: el siguiente reto en el manejo de información ecológica

Los modelos ecológicos se han convertido en una pieza clave de esta ciencia. La generación de conocimiento se consigue en buena medida mediante procesos analíticos más o menos complejos aplicados sobre conjuntos de datos diversos. Pero buena parte del conocimiento necesario para diseñar e implementar esos modelos no está accesible a la comunidad científica. Proponemos la creación de herramientas informáticas para documentar, almacenar y ejecutar modelos ecológicos y flujos de trabajo. Estas herramientas (repositorios de modelos) están siendo desarrolladas por otras disciplinas como la biología molecular o las ciencias de la Tierra. Presentamos un repositorio de modelos (ModeleR) desarrollado en el contexto del Observatorio de seguimiento del cambio global de Sierra Nevada (Granada-Almería). Creemos que los repositorios de modelos fomentarán la cooperación entre científicos, mejorando la creación de conocimiento relevante que podría ser transferido a los tomadores de decisiones.

Nuevas herramientas para el estudio de la interacción entre especies en el espacio y en el tiempo

Las funciones de segundo orden son cada vez más empleadas en el análisis de procesos ecológicos. En este trabajo presentamos dos funciones de 2º orden desarrolladas recientemente que permiten analizar la interacción espacio-temporal entre dos especies o tipos funcionales de individuos. Estas funciones han sido desarrolladas para el estudio de interacciones entre especies en masas forestales a partir de la actual distribución diamétrica de los árboles. La primera de ellas es la función bivariante para procesos de puntos con marca Krsmm, que permite analizar la correlación espacial de una variable entre los individuos pertenecientes a dos especies en función de la distancia. La segunda es la función de reemplazo , que permite analizar la asociación entre los individuos pertenecientes a dos especies en función de la diferencia entre sus diámetros u otra variable asociada a dichos individuos. Para mostrar el comportamiento de ambas funciones en el análisis de sistemas forestales en los que operan diferentes procesos ecológicos se presentan tres casos de estudio: una masa mixta de Pinus pinea L. y Pinus pinaster Ait. en la Meseta Norte, un bosque de niebla de la Región Tropical Andina y el ecotono entre las masas de Quercus pyrenaica Willd. y Pinus sylvestris L. en el Sistema Central, en los que tanto la función Krsmm como la función r se utilizan para analizar la dinámica forestal a partir de parcelas experimentales con todos los árboles localizados y de parcelas de inventario.

Estudio de la concentración de elementos traza tóxicos de los depósitos de lodos, los suelos y las plantas en Mina La Solana, Almería (España)

En ese trabajo se estudia la concentración de elementos traza tóxicos en los depósitos de lodos (relaves) abandonados por la industria minera en Almería (España), los suelos del entorno próximo y las plantas que los colonizan y representan una vía de incorporación de dichos elementos en la cadena trófica. La industria minera antigua dejó toda una serie de instalaciones abandonadas en diferentes zonas de Andalucía, entre las que destacan por presentar altos contenidos en metales, los depósitos de residuos en forma de lodos generados en el proceso de flotación. En este estudio se trata el caso concreto de los depósitos de lodos de Mina La Solana (Almócita, Almería), donde se ha realizado una caracterización geoquímica de los depósitos y de los suelos de su entorno, en función al contenido en algunos elementos traza. Se han caracterizado muestras de las plantas que enraízan en dichos residuos para determinar la concentración que presentan en los mismos elementos traza. Los resultados muestran que los lodos presentan altos contenidos en Pb (concentración media 6800 ppm) y Zn (concentración media 22 000 ppm). Estos elementos no aparecen en forma soluble en agua, los test de lixiviación dan valores de concentración muy bajos (≤10 ppm de Pb y ≤ 2 ppm de Zn). De la misma forma se ha determinado una concentración alta de los mismos elementos en los restos vegetales, con un valor del Pb hasta los 210 ppm y 1300 ppm de Zn. Este hecho pone de manifiesto la capacidad de las plantas para alterar la movilidad de los elementos presentes en el sustrato donde enraízan estableciéndose una transferencia hacia la cadena trófica.

Análisis multitemporal del cambio de uso del suelo, en el Paisaje Terrestre Protegido Miraflor Moropotente Nicaragua, 1993-2011

El análisis multitemporal permite detectar cambios entre diferentes fechas de referencia, deduciendo la evolución del medio natural o las repercusiones de la acción humana sobre el medio. El propósito del estudio fue evaluar el cambio de uso del suelo en el Paisaje Terrestre Miraflor Moropotente en el período 1993-2011, a través de imágenes satelitales, a fin de determinar el estado de fragmentación del paisaje. Los cambios de usos de suelo fueron derivados de la clasificación de tres imágenes Landsat TM, con una resolución espacial de 30 metros tomadas en febrero de 1993, abril de 2000 y enero 2011. Se realizó una verificación en campo para la identificación de coberturas de suelo y la corroboración en las imágenes satelitales. La fragmentación se realizó con el cálculo de métricas e índices de fragmentación a nivel del paisaje. Los principales resultados muestran que los cambios de uso de suelo están determinados por la degradación antrópica, principalmente en la conversión de la vegetación nativa a espacios agrícolas y la expansión de la ganadería. El crecimiento demográfico y los monocultivos van ejerciendo presión sobre el bosque, transformando zonas de vocación forestal a cultivos agrícolas. Los cambios de cobertura han significado un paisaje fragmentado con diferentes grados de perturbación, que conllevan a una disminución de la superficie de hábitats naturales, reducción del tamaño de los fragmentos y aislamientos de los mismos.

Patrones y factores subyacentes de la estructura y dinámica de bosques Mediterráneos: implicaciones teóricas y aplicadas

Resumen de Tesis Doctoral, Departamento de Ciencias de la Vida, Universidad de Alcalá. 16 Mayo 2013, Directores: Miguel A. Zavala, Lorena Gómez-Aparicio.

Influencia de la intensidad de clara y tipo de dosel en el ciclo interno de nutrientes y el crecimiento secundario de pino silvestre en un bosque mixto de los Pirineos occidentales

Resumen de Tesis Doctoral, Universidad Pública de Navarra, Noviembre de 2012, Dirección: Drs. J. Bosco Imbert y Federico J. Castillo.

Effects of landscape spatial heterogeneity on dryland restoration success. The combined role of site conditions and reforestation techniques in southeastern Spain

In occidental Europe, Spain is one of countries the most severely affected by desertification (Arnalds & Arsher 2000). Particularly, South-eastern Spain is considered as one of the most threatened areas by desertification in Mediterranean Europe (Vallejo 1997). In 2003, the Valencia Regional Forest Service implemented a restoration demonstration project in this area. The project site is a small catchment (25 ha) located in the Albatera municipality. The catchment is highly heterogeneous, with terraced slopes, south-facing slopes and north-facing slopes. The restoration strategy was based on planting evergreen trees and shrubs which can grow quickly after disturbances, and on field treatments aimed at maximizing water collection (micro-catchments, planting furrows), organic amendment (compost), and conservation (tree shelters, mulching). On south landscape unit, the whole category of restoration treatments was applied: water micro-catchment + Tubex tree shelters + mulching & compost, while on north landscape unit: netting tree shelters + mulching & compost only were applied, while in terrace landscape unit: furrows + netting tree shelters + mulching & compost were applied. Survival and growth of the planted seedlings were used as metrics of restoration success. To assess the effects of the treatments applied for soil conservation, soil loss rates (from 2005 to 2009) were evaluated using the erosion pin method. We conclude that, despite the limiting conditions prevailing on the south unit, this landscape unit showed the highest survival and growth plant rates in the area. The best seedling performances on the south landscape unit were probably due to the highest technical efforts applied, consisting in the water micro-catchment installation and the Tubex plant shelters addition. In addition, soil loss rates followed decreasing trends throughout the assessment period. Soil loss rates were highest on south landscape unit in comparison with the other landscape units, due to the more accentuated relief. North landscape unit and terrace unit showed a net soil mass gain, probably reflecting the trapping of sediments produced by plantation works.

Carybdea marsupialis (Cubozoa) in the Mediterranean Sea: The first case of a sting causing cutaneous and systemic manifestations

A woman stung by the box jellyfish Carybdea marsupialis (Cnidaria, Cubozoa) at a Spanish Mediterranean beach, showed systemic manifestations over several months (pain far from the inoculation point, arthralgia, paresthesia, hyperesthesia, increase of eosinophils and IgE) in addition to the skin condition.