Improving Biodiversity Models

Improving Biodiversity Models

The stability and composition of communities are threatened with the intensifying of human impact on biodiversity. A crucial challenge of the next years will be to conserve biodiversity under climate changes. Biodiversity modelling can be used to help establish conservation schemes,  and to predict future patterns of biodiversity under global change.

To date, most biodiversity modelling approaches have not accounted for real community assembly processes, or failed to capture different ecological theories. We need to make one step forward by improving existing models and developing new ones that permit to better account for community processes. Such improvements may allow more realistic projections.

An important ongoing debate is whether environmental constraints limit the number of species that can coexist in a community (saturation), with recent findings suggesting that species richness in many communities may be unsaturated.

In a recent publication in the journal Trends in Ecology and Evolution, we suggest different promising advances for incorporating into biodiversity models. Here, we suggest that communities may both be unsaturated and yet inherently constrained in their composition/diversity by various drivers (i.e., ecological, evolutionary, historical or biological). Biodiversity modelling approaches therefore need to deal with these two dimensions – unsaturation and constraints – simultaneously.

This publication is the result a Marie Curie Intra-European Fellowship within the 7th European Community Framework Programme (ACONITE: Assessment of Carrying capacity cONcept for specIes richness in planT assEmblages)

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Modelos ecológicos, mirando al futuro

Modelos ecológicos, mirando al futuro

El pasado mes de febrero impartí una charla en el Master de Investigación Forestal Avanzada (ETSI de Montes, Forestal y del Medio Natural; Universidad Politécnica de Madrid) donde hablé sobre un aspecto fundamental en la biogeografía de plantas: como se puede predecir su distribución potencial.

La charla comienza con una breve introducción a la problemática ambiental actual, centrada en los posibles efectos del cambio climático y las especies invasoras sobre la biodiversidad, y como los modelos ecológicos pueden ayudar a resolver y conocer mejor esta problemática. A continuación, se describen brevemente algunos aspectos metodológicos y ejemplos concretos. Finalizamos repasando algunas de las actuales líneas de trabajo en modelización ecológica.

En este enlace puede visualizarse el video de la charla.

En este enlace están las referencias bibliográficas más importantes citadas en la charla.

 

 

Enlaces interesantes para Sistemas de Información Geográfica

Enlaces interesantes para Sistemas de Información Geográfica
Recopilación de algunos enlaces interesantes para la aplicación de Sistemas de Información Geográfica en medio ambiente:

1. Software

Google Earth
ArcGIS | Free Trial
QGIS
gvSIG
GRASS GIS
DIVA-GIS
80 herramientas cartográficas para descargar

2. Tutoriales y libros

Victor Olaya Libro-sig
Tutoriales de SIG gratis
Guías Rápidas ARCGIS
LibroSIG: aprendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental
LibroSIG: aprendiendo a manejar los SIG en la gestión ambiental: Ejercicios
Fundamentals of Mapping
Departamento de Geografía – Universidad de Alcalá
Manuales de software geomático
ArcGIS Desktop part 1 (displaying map data)
A Basic Introduction to ArcMap 10
ArcGIS10 Basics 1 of 4
ArcGIS 10: Introduction to ArcGIS 10
QGIS User Guide
Tutorial básico QGIS
Videotutoriales QGIS
Guía didáctica de Teledetección y Medio Ambiente

3. Blogs

RedIRIS – Lista SIG
Cartesia.org
FreeGIS.org
Recursos ESRI
gisCampus.org
Nosolosig
blog – by Oscar Gomez
Gabriel Ortiz
gvSIG blog
GIS.com – Your Internet Guide to GIS
Sistemas de información geográfica

4. Geolocalizadores

GEOLocate
GEOTRANS
‎Geonames

5. Descarga de datos

Clima

MERRAclim
WorldClim
CliMond
Chelsa
Climateeco
Climate
CEDA
CGIAR-CSI
Center for Science in the Earth System
CRU TS 2.0 grids of climate observations
NCDC Dataset List

Suelo

Global Soil
Soil Grids
Digital Soil Map of the World

Especies

IUCN red list of threatened species
Biological Collection Access Services
Online Vegetation and Plant Distribution Maps
Environment – LIFE toolkit Communication tools
GIVD: Global Index of Vegetation-Plot Databases
European Register of Marine Species (ERMS)
Red Mundial de Información sobre Biodiversidad
European network for biodiversity information(ENBI)
Fauna Europaea
GBIF.org
VertNet
Tropicos

Variables antrópicas

CGIAR-CSI Consortium for Spatial Information
FAOSTAT
Ganado, agricultura, etc
Gridded Population of the World
LandScan
Poverty Data Sets General Information
Global Human Footprint

España

Los 10 servidores cartográficos españoles más importantes
CNIG
IDE Extremadura
Atlas Climático Digital de la Península Ibérica
Atlas de idoneidad topo-climática de leñosas
Europarc
Sistema de Información Geográfico Agrario – SIGA
Celdas UTM 10km
Centro Nacional de Información Geográfica
biodiversia.es
Distribución de las principales especies forestales en España y sus regiones de procedencia
Cartografía y SIG – magrama.es
Mapa Forestal de España
Inventario Forestal Nacional
Geoportal IDEE

Europa

Catchment Characterisation and Modelling
E-OBS gridded dataset
EuroGeographics
EUROPA – FAPAR – producción primaria
European Soil Database (Vector Raw Data)
EUSOILS – European Soil Portal
GEOFABRIK Download Europa
Global Resource Information Database (GRID)
Géoportail – le portail des territoires et des citoyens
hydrography
European Forest Institute – Mapping services
ICP Forests – Data requests
INSPIRE Geoportal
European Environment Agency
Wageningen Environmental Research (Alterra)
Forest Map of Europe
Natural Vegetation Map Europe
FloraWeb
LUCAS – Land Use

Mundial

Free GIS Datasets – Categorised List
World grids
MapServer
Digital Chart of the World (Countries)
Global GIS Datasets Links
Links – Ecospat UNIL
CGIAR-CSI SRTM 90m DEM
Online Vegetation and Plant Distribution Maps
FAO – UNESCO Soil map of the World
GEO Data Portal ONU
OpenStreetMaps
GeoServer Blog
Gridded Population of the World
GTOPO30 – Global Topographic Data
Holdridge life-zone maps
ISLSCP Initiative II Surface climatology project
Links to Environmental Data Sources
SRTM Data Search
United Nations Cartographic Section
Wild Areas & human footprint
World Database on Protected Areas (WDPA)
Worldwide map search
WWF – Ecoregions
Atlas of Our Changing Environment
Data by country | DIVA-GIS
DSpace Principal
DataONEGIS Lounge
Global Elevation Data | GIS Lounge
Features | Natural Earth
Global datasets – GRASS-Wiki
Global Administrative Areas | Worldclim
GLCF: AVHRR Continuous Fields Tree Cover Product
Terrestrial Ecoregions of the World | WWF
IIASA – Land Use Change and Agriculture Program
JAXA | World Elevation Data (30-meter)
1 km resolution imagery [WorldGrids]
CGIAR-CSI | Consortium for Spatial Information
Global Forest Change

Teledetección

CERSAT
ESA
EUMETSAT
Global Change Master
MODIS
NASA Aqua
NASA TERRA
NASA Blue Marble Next Generation
NASA World Wind
NGDC-MGG – 2 minute bathymetry-topography
Ocean Productivity
PO.DAAC GRACE Gravity Recovery
PO.DAAC Ocean
USGS Global Visualization Lansat
Visible Earth
ASTER
EUMETSAT
VITO Earth Observation
Imágenes Sentinel 

6. SIG & R

RandomForests en R y QGIS
arcgisbinding: ArcGIS para R
RQGIS – integrating R with QGIS
R-sig-Geo
Ejecutando R desde gvSIG
GEOSTAT courses
GDAL package
CRAN – Package raster
CRAN – Package sp

R

RDocumentation
Rseek.org
CRAN Packages By Name
R Reference Card
Quick-R: Home Page
Efficient R programming
R: The R Project for Statistical Computing
RStudio – RStudio

7. Extensiones

Arc-Info & ArcView Symbol Page Disclaimer
ArcGIS Geomorphometry & Gradient Metrics
Terain Analysis Using DEM (TauDEM)
ArcGIS Code Sharing
ESRI Conservation Program Resources
Free GIS and CAD Software
Free ArcGIS Tools
XTools Pro — extension for ArcGIS
Hawths Analysis Tools for ArcGIS
GME | SpatialEcology.Com
Jenness Enterprises – ArcView Extensions
ArcGIS Geomorphometry & Gradient Metrics
Instalación de SWAT en QGIS 2.6 para Modelamiento Hidrológico en Cuencas
Installing and using PlugIn for QGIS

8. Otros

1000 GIS Applications & Uses
Links – Ecospat UNIL
CyberTracker – GPS
GIS in Plant Ecology
GIS Information on the Web
Colorbrewer: Color Advice for Maps
Location History Visualizer Pro
Timeline – Google
Why all world maps are wrong
Todos los mapas que conoces están mal (EL PAIS)
La gravedad terrestre en forma de patata (EL MUNDO)
Modelos de distribución de especies, mirando al futuro

Flora y Vegetación de la Sierra de San Vicente (Toledo)

Flora y Vegetación de la Sierra de San Vicente (Toledo)

En esta entrada del blog he recopilado y escaseado varias publicaciones, tanto científicas como de divulgación, sobre la flora y la vegetación de la Sierra de San Vicente (Toledo). También podéis ver una pequeña entrevista en Castilla-La Mancha Televisión.

16.- Mateo, R.G. and S. Pajarón. 2009b. Flora y vegetación de la sierra de San Vicente. Diputación de Toledo. 263 páginas. Contactar con el autor.

15.- Mateo, R.G. 2009a. Paisaje y vegetación. En: Guía práctica para el turista de la sierra de San Vicente (Segunda edición). Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha. 13-19.

14.- Mateo, R.G. 2008. Flora y vegetación de la Dehesa de Balsamaña. En: Balsamaña. El legado del pueblo. Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente. 261- 268 páginas.

13.- Mateo, R.G. 2007c. Perspectivas de futuro: la Sierra como Espacio Natural Protegido III. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 41: 22-23.

12.- Mateo, R.G. 2007b. Perspectivas de futuro: la Sierra como Espacio Natural Protegido II. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 40: 26-27.

11.- Mateo, R.G. 2007a. Perspectivas de futuro: la Sierra como Espacio Natural Protegido I. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 39: 24-25.

10.- Mateo, R.G. 2006b. Biodiversidad vegetal de nuestra comarca, valores para su conservación. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 36: 20-21.

9.- Mateo, R.G. 2006a. Biodiversidad botánica de la sierra de San Vicente y su entorno. En: Dando forma para formar parte. Desarrollo local, medio ambiente y participación en la sierra de San Vicente (y sus valles). Mancomunidad de la Sierra de San Vicente. 115-120 páginas.

8.- Mateo, R.G. 2005b. Los melojares de la Sierra, un ejemplo de conservación. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 34: 20-21.

7.- Mateo, R.G. 2005a. Los alcornocales, un bosque mixto. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 33: 20-21.

6.- Mateo, R.G. 2004c. ¡La Sierra arde! Buscando soluciones. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 32: 16-17.

5.- Mateo, R.G. 2004b. Los encinares, un ecosistema de lo más variado. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 31: 16-17.

4.- Mateo, R.G. 2004a. La Sierra, un lugar privilegiado para la flora. Aguasal. Revista de la Sociedad de Amigos de la Sierra de San Vicente 30: 16-17.

3.- Mateo, R.G., and S. Pajarón. 2004. Algunas plantas de interés corológico para la comarca de la Sierra de San Vicente (Toledo, España). Botanica Complutensis 115: 79-83.

2.- Mateo, R.G. 2003. Flora Vascular de la Sierra de San Vicente (Toledo, España). Tesis de Licenciatura. Universidad Complutense de Madrid.250 páginas. Contactar con el autor.

1.- Mateo, R.G. 2000. Sierra de San Vicente. Un Tesoro Natural. Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha y Asociación Naturalista Esparvel.

¿Por qué hay lugares con más especies que otros en la Tierra?

¿Por qué hay lugares con más especies que otros en la Tierra?

Importantes naturalistas (Wallace 1876, Candolle 1820, von Humboldt 1807, Darwin 1859) trataron de explicar cómo se distribuyen plantas y animales en la Tierra (figura 1). También ha sido un importante campo de investigación del siglo pasado (Hutchinson 1957, MacArthur 1965, Simberloff 1976, Wilson 1988, Currie 1991, Rahbek 1995). Lo sigue siendo en la actualidad, pero quedan importantes preguntas por responder, como por ejemplo: ¿por qué hay más diversidad de especies (biodiversidad) en áreas tropicales que en zonas templadas ó frías del planeta? La existencia de un gradiente latitudinal de biodiversidad (con máximo cerca del ecuador y que disminuye hacia los polos) se conoce como una de las pocas leyes en ecología, con importante consistencia en diferentes áreas geográficas, escalas, y organismos. Pero a qué se debe este gradiente latitudinal de biodiversidad. ¿Es simplemente debido a qué el área de la Tierra es mayor en zonas tropicales? ¿Se debe a qué la energía (radiación solar) y disponibilidad de agua (humedad y precipitación) son mayores y constantes a lo largo del año en estas zonas? ¿Ó quizá un mayor número de especies han evolucionado adaptaciones para desarrollarse bajo condiciones tropicales? Etc. En resumen, hay diferentes teorías que intentan explicar este patrón. Ciencias como la Ecología, la Biogeografía o la Macroecología necesitan resolver estas preguntas para avanzar en diferentes líneas de investigación. Además, es importante entender que factores afectan y determinan los patrones de biodiversidad, esto nos ayudará a tomar estrategias de conservación correctas, como por ejemplo para minimizar posibles efectos adversos del cambio climático en la biodiversidad.

Captura de pantalla 2016-04-21 15.10.16Figura 1. Mapa realizado por Humboldt (1840) donde se aprecia la distribución de las plantas en América del Sur según la elevación. Enlace al mapa.

Recientemente hemos publicado un artículo en la revista Scientific Reports (Mateo et al. 2016), donde hemos examinado los patrones de diversidad latitudinal de las plantas terrestres (plantas con semillas, helechos, musgos, y hepáticas) en Europa. Nuestro objetivo era determinar si la biodiversidad aumenta hacía zonas templadas (Sur), como predice la teoría. Como se puede ver en la figura 2, la diversidad de las plantas con semillas (fanerógamas) sigue el patrón predicho por la teoría (aumenta hacia el Sur), mientras que sucede todo lo contrario para helechos y briófitos (musgos y hepáticas).

Mateo_et_al_Figure1Figura 2. Numero de especies de plantas con semillas (a), helechos (b), musgos (c) y hepáticas (d) en Europa. Mapas basados en modelos de distribución potencial de especies de 1359, 79, 810 y 224 especies de plantas con semillas, helechos, musgos y hepáticas, respectivamente. Mapas generados en ArcGIS 10.2 (ESRI Inc).

Hemos demostrado que los patrones de biodiversidad no son iguales para todos los grupos y por lo tanto los mecanismos que determinan estos patrones a escala macroecológica deben ser diferentes. No parece lógico pensar que estos patrones estén únicamente determinados por la energía y el agua disponible en un determinado área, en ese caso cabría esperar patrones de biodiversidad similares en todos los grupos. Parece más lógico buscar otras razones. Por ejemplo, los musgos están mejor adaptados a vivir en condiciones frías, por ese motivo hay más especies en el Norte de Europa. Mientras que las plantas con semillas no han desarrollado adaptaciones fisiológicas que les permita habitar latitudes más frías y su diversidad en el Norte es muy baja comparada con el Sur. Sin duda, los factores históricos también pueden jugar un papel importante a la hora de configurar estos patrones. Por ejemplo, durante el último máximo glacial (aproximadamente hace 20000 años), gran parte de Europa estaba cubierta por hielo (figura 3), únicamente en zonas del Sur encontraron refugio muchas especies de plantas. Tras la retirada del hielo, los briofitos (musgos y hepáticas), gracias a su gran capacidad de dispersión (pequeñas esporas que se dispersan a grandes distancias mediante el viento), volvieron a colonizar el Norte de Europa con mayor facilidad que las plantas con semillas. En lineas generales, estas últimas no disponen de una capacidad para la dispersarse a grandes distancias (el tamaño de sus semillas es mucho mayor que el de las esporas de los briófitos).

Europe_During_Last_Ice_Age

Figura 3. Europa durante el último máximo glacial (aproximadamente hace 20 000 años). Azul: glaciares. Gris: tundra. Verde claro: estepa. Verde oscuro: bosques. Enlace al mapa.

 

Referencia: Mateo, R.G., O. Broennimann, S. Normand, B. Petitpierre, M.B. Araújo, J.-C. Svenning, A. Baselga, M. Luoto, F. Fernández, V. Gómez-Rubio, J. Muñoz, G.M. Suarez, B. Laenen, A. Désamoré, A. Guisan, and A. Vanderpoorten (2016). The mossy North: an inverse latitudinal diversity gradient in European bryophytes. Scientific Reports 6: 25546. doi:10.1038/srep25546.

 

Master de Biodiversidad en Áreas Tropicales y su Conservación

Master de Biodiversidad en Áreas Tropicales y su Conservación

La Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ofrecen conjuntamente un Programa Oficial de Máster y Doctorado en Biodiversidad en Áreas Tropicales y su Conservación. Será impartido en las instalaciones del Real Jardín Botánico y del Museo Nacional de Ciencias Naturales (Madrid, España). Además, parte de sus estudios  se realizarán en reservas naturales tropicales como la Reserva Natural de Pactare (Costa Rica).

El Máster surge de la experiencia de las 5 ediciones anteriores impartidas en Ecuador.

Comenzará a darse este año a finales de septiembreSe abrirá un plazo de inscripción a finales de mayo.

Es una oportunidad única para aumentar conocimientos en metodología científica, estadística, sistemas de información geográfica, modelización ecológica, biología molecular, ecología, biología de la conservación, etc. En este enlace se puede ver un listado de las asignaturas.

En la pagina web está resumida toda la información (asignaturas, profesores, programa, lugares, prácticas, etc.). También podéis informaros en la página de Facebook.

Species on the Move Conference and Australia

Species on the Move Conference and Australia

The last February, I attended the Species on the Move Conference in Tasmania, where I presented a Poster. Here it is a small summary of the poster: using extensive distribution data of bryophytes and vascular plants in Europe, we tested whether these two groups follow the same latitudinal trend in species richness. To this end, we analyzed predictions of species distributions models and macroecological models coupled with species turnover and nestedness analysis, Lee’s L statistics, multimodel inferences and canonical correspondence analysis. Despite, the existence of a latitudinal diversity gradient peaking near the equator and decreasing towards the poles has been a persistent feature during the history of life on Earth. Our results show that vascular plants and bryophytes exhibit opposing latitudinal patterns in species richness. These results have been also submitted to Scientific Reports.

After the conference, I have been traveling around Australia, I visited different Protected Areas:

South Bruny National Park: it is possible to find interesting coastal plants (some of them with high tolerance to salt spray and wind): she-oaks (Casuarina sp.), casuarinas (Allocasuarina sp.), Pimelea nivea (Lamiaceae), Hakea epiglotis (Proteaceae), Ozothamnus reticulatus (Asteraceae), Banksia spp., Acacia spp., etc. Also, it is possible to visit a impressive rainforest with eucalyptus and tree ferns (Dicksonia antarctica). Rainforest once covered most of the ancient southern super-continent Gondwana.

Mt. Field National Park: at the base of the mountain, tall swamp gum (Eucalyptus regnans) forests with tree ferns (Dicksonia antarctica), Nothofagus sp., Atherosperma moschatum, etc. Swamp gum is the tallest flowering plant and one of the tallest trees in the world. It grows to 90 meters.

Phillip Island Nature Parklittle penguin (Eudyptula minor), black wallaby (Wallabia bicolor), purple swamphen (Porphyrio porphyrio), cape barren goose (Cereopsis novaehollandiae), short-beaked echidna (Tachyglossus aculeates), etc. Little penguin is the smallest species of penguin.

Great Otway National Park at the Great Ocean Roadtemperate rainforest and wet sclerophyll forests. It is easy to see: king parrots (Alisterus sp.), crimson rosellas (Platycercus elegans), sulphur-crested cockatoos (Cacatua galerita), Australian magpies (Cracticus tibicen), koalas (Phascolarctos cinereus), etc.

Glass House Mountains National Park: it is a flat plain scattered by the cores of extinct volcanoes. It is a forest with Eucalyptus spp., casuarinas (Allocasuarina sp.), grass trees (Xanthorrhoea sp.), etc.

Bunya Mountains National Park: a magnificent relict subtropical rainforest with buttressed tress, vines, epiphytes (i.e. Asplenium australasicum), strangler figs (i.e. Ficus watkinsiana), palms, etc. Some plant species: bunya pine (Araucaria bidwillii), Araucaria cunninghamii, Argyrodendron trifoliolatum, Toona ciliata, Olea paniculata, Baloghia inophylla, Citronella moorei, Dendrocnide excelsa. At the camping area is really easy to see red-necked wallaby (Macropus rufogriseus).

Lady Musgrave Island: coral reef and a spectacular pisonia (Pisonia grandis) forest with she-oaks (Casuarina sp.) and screw palm (Pandanus spiralis).

All the pictures are here  😉