Investigación en Biogeografía. Modelos de Distribución potencial de la Cabra montés en España.

Pubicado enCategoríasBiogeografía,Zoología
FacebooktwitterredditlinkedinFacebooktwitterredditlinkedin

Investigación en Biogeografía. Modelos de Distribución potencial de la Cabra montés en España.

>

Hoy he estado un rato “trasteando” con los SIGs (Sistemas de Información Geográfica) y, dado que tenía que realizar una práctica, aproveché para intentar sacar algo más de información a los modelos de distribución potencial con los que estaba trabajando.

Estas prácticas que comparto son parte de un curso que estoy haciendo sobre gestión de Especies y Espacios Naturales. Si estáis interesados os recomiendo buscar todo lo que ofrece la Asociación GeoInnova. Cuenta con un montón de cursos especializados en este tipo de temáticas: https://geoinnova.org/ (más aún, es totalmente recomendable trabajar con Roberto Matellanes, un ambientólogo altamente experimentando en esta especialidad de los SIGs). Su página web no tiene desperdicio para los que nos dedicamos a esto y queremos seguir mejorando: http://www.gisandbeers.com/formacion-gis/

Por otro lado os recuerdo que ARCGIS es un programa de pago pero que también existe disponible de manera gratuita el software libre QGIS. De una potencia bestial para estos trabajos y con una enorme cantidad de herramientas disponibles. Solo tenéis que entrar en la web https://qgis.org/es/site/ y, si os atascáis, os recomiendo visitar los numerosos tutoriales que hay por youtube.

Al caso práctico…

La idea inicial era construir un mapa de distribución potencial de la Cabra montés (Capra pyrenaica) según las variables altitud, pendiente, orientación de laderas y usos del suelo. Los datos de distribución de la especie, de partida, eran someros. Únicamente 200 citas distribuidas a lo largo del territorio de estudio, España + Baleares.

El proceso que he utilizado en este caso para la obtención del modelo de distribución potencial no es el que habitualmente desarrollo (precisamente de eso iba la práctica, del aprendizaje de otro tipo de metodología, concretamente, el software Maxent). Puedes echar un vistazo a las características de este programa, y descargarlo gratuitamente en la siguiente página:

https://biodiversityinformatics.amnh.org/open_source/maxent/).

El modelo obtenido obtuvo un valor de AUC de 0,969 (curva ROC), resultando efectivo a nivel predictivo.

Como esta información suelo “postearla” en mis páginas de Facebook o twitter, pronto algunos compañeros y amigos empezaron a hacer sus comentarios sobre los siempre atractivos mapas de distribución y resultados. Un comentario especialmente interesante fue el de ¿Cuál/cómo podía ser la capacidad explicativa de un modelo? En este caso, el ajuste matemático predice bien la distribución conocida de la especie (de la que partimos) de manera muy parsimoniosa (con un bajo número de variables). Esto es un buen paso, pero ¿explica la distribución igual de bien? Aquí he utilizado un bajo número de variables (altitud, pendiente, orientación de las laderas y usos del suelo), todas ellas seleccionadas atendiendo al conocimiento sobre la biología de la especie. Sumado esto al buen ajuste del modelo, ha resultado relativamente sencillo obtener una explicación a la distribución potencial observada. Las cabras montesas muestran más afinidad por territorios de mayor aptitud, que en este caso son concretamente aquellos que presentan altitudes medias/altas, pendientes marcadas, orientaciones sur (solana) y dominio del roquedo. Pero esto no siempre es así. Y es que, recordad, un modelo puede ser muy predictivo y nada explicativo (acordaros de eso que tanto hemos escuchado decir de “la correlación no implica causalidad”). La creación de modelos de distribución con un elevado número de variables (peor aún, escogidas “sin ton, ni son”) puede generar un ajuste bueno, pero hacer incapaz a cualquiera de entender qué está determinando la distribución de la especie.

Otra situación recurrente con respecto a las preguntas que suelen hacerse aquellos que no trabajan con este tipo de metodologías es ¿por qué el modelo no refleja bien, o para nada, lo que pasa en mi provincia, parte de ella, localidad u otras áreas? Un conocido en Facebook me comentaba que, en esta provincia, las cabras montesas medraban por todo el territorio, incluyendo zonas de cultivos cerealistas. Esta situación no se refleja en el mapa obtenido, dado que solo muestra como favorable aquellos territorios situados más al sur-oeste. En ocasiones esto se debe a los datos de partida (ver mapa de Albacete y distribución de partida). En este caso el número de citas allí es de tan solo 3. El resultado que se observa para la provincia de Albacete no deja de proceder, allí, prácticamente de la extrapolación de valores analizados para el resto del territorio de estudio (toda España). En este caso, desde mi punto de vista, el modelo si ha podido poner de manifiesto qué territorios de la provincia son claramente más óptimos para la cabra montés pero, aunque esta claro que ha obviado otras zonas interesantes del centro y norte. En los cañones del Júcar (al noroeste de Albacete y ya en la provincia de Valencia) el hábitat desde luego es propicio para la especie. En ese caso, el modelo si refleja elevada aptitud territorial en las zonas de los Cañones del Río Júcar (provincia de Valencia), cerca del límite con la parte nororiental de Albacete (puede verse este río en las imágenes).

Sea como sea, tras la sucesión de preguntas vino el plantearse la opción de volver a desarrollar el modelo, esta vez con información más detallada de la distribución de la especie. En este caso el planteamiento es crear un nuevo modelo de distribución potencial con Maxent para la Cabra montés, pero esta vez utilizando las presencias publicadas como cuadrículas UTM 10×10 kme en el Inventario español de especies terrestres del Ministerio de… (actualmente, “la transición ecológica” y, no tengo para buscar el nombre). En total, ahora estamos hablando de exactamente 645 cuadrículas.

Aún así, ¡estoy seguro de que alguno de vosotros mira el mapa y dice (con toda la razón del mundo) ¡Ey!, en la loma que hay más arriba de la casa que tengo en mi pueblo hay cabras y no aparecen en el mapa!!!!… Efectivamente, y ese es el problema con el que tenemos que lidiar los investigadores que nos dedicamos a temas biogeográficos (trabajamos con escalas espaciales grandes = escala geográfica). Es decir, los datos de partida son los que son, los que están publicados. Una manera de mejorar esto hubiera sido actualizar la información con los datos existentes hoy en plataformas de ciencia ciudadana, como OBSERVADO (por eso son tan importantes estas plataformas). No obstante, no he hecho esto porque requiere de solicitar la información que necesitas a los administradores y tardan un tiempo en pasarme los datos (los datos que necesito, en el formato válido, no puede obtenerse directamente desde la página).

Finalmente, los resultados. Recapitulamos. Modelos de distribución de la Cabra montés en base a 1) dos tipos de datos de distribución diferentes y 2) las variables latitud, pendiente, orientación de laderas y usos del suelo. A la izquierda, mapa de distribución potencial elaborado a partir de 200 citas de la especie. A la derecha, exactamente el mismo procedimiento aplicado, ahora con 642 cuadrículas UTM 10 x 10 km (se perdieron 3 de las inicialmente consideradas por problemas técnicos que no voy a explicar ahora).

Fijaros en la similitud existente entre ambos mapas, teniendo en cuenta siempre el nivel de la escala geográfica a la que estamos trabajando. El de la izquierda señala con más fuerza (más aptitud territorial) a aquellas zonas más montañosas del tercio norte (esto se debe a que las citas estaban localizadas principalmente en zonas donde las variables altitud y pendientes eran altas). Como medida de evaluación, el valor de AUC = 0,969, lo que refleja que estamos ante un modelo muy ajustado a los datos de partida y, por tanto, muy buen predictor.

En el mapa de la derecha, la inclusión de mucha más información sobre la distribución de la especie diluye el efecto de la altitud y la pendiente, representando (1) más extensión del territorio con valores de aptitud medias para la cabra montés y, (2) ofreciendo los mayores valores en las zonas montañosas que se distribuyen desde el centro al sur de la península (Sistema central, Ibérico, Cordillera subbética, Sistema bético…). Fijaros que Sierra Morena aparece como un territorio mucho menos apto para la especie, debido seguro a las altitudes bajas/medias que presenta. Eso sí, el modelo ajusta peor, con un valor de AUC = 0,728 (el modelo es menos fiable conforme AUC se aleja del valor 1). Se pueden calcular muchas más medidas de evaluación para valorarlo, pero tampoco es cuestión de seguir aumentando la extensión de este post (por ejemplo: sensibilidad, especificidad, omisión, comisión, entre otros).

En definitiva, hay mil detalles que se pueden comentar… ya lo dejo a vuestra imaginación y curiosidad.

Espero que os haya interesado todo este proceso. Yo me lo he pasado estupendamente sacando datos y procesando información.

Ahí tenéis la imagen para echarle un vistazo y poder comparar los dos modelos con detenimiento.