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1. Distribución potencial de tres cultivos agrícolas en Costa Rica bajo escenarios de cambio climático: implicaciones de manejo agroforestal y desarrollo socioeconómico

Author

Alberto Coto Fonseca, Carlos Rojas, and Sergio Molina Murillo

Subjects
Arroz, caña de azúcar, maxent, modelación ecológica, piña., Engineering (General). Civil engineering (General), TA1-2040
Abstract

El análisis aplicado del cambio climático sobre actividades humanas ha cobrado relevancia en los últimos años. Su efecto sobre los sectores agrícolas en países en desarrollo es importante para delinear estrategias de adaptación futura. En este trabajo se han evaluado las distribuciones actuales y potenciales futuras bajo un marco de modelaje ecológico para nichos de arroz, caña de azúcar y piña en Costa Rica. Los resultados sugieren que, para los tres cultivos, las zonas con la mayor probabilidad de efecto negativo corresponden a ambientes rurales. Para el cultivo de caña de azúcar, todos los escenarios futuros presentan un mayor traslape con la cobertura boscosa del país, mientas que el cultivo de piña muestra una tendencia inversa con menor traslape. Las variaciones puntuales de la temperatura media anual y la precipitación anual no presentan un patrón definido. La presente investigación demuestra la importancia de la modelación de escenarios de cambio climático como herramienta para evaluar el potencial efecto de este fenómeno sobre cultivos agrícolas, con su respectiva repercusión a nivel social y ambiental.

Published
2017
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2. Distribución potencial de tres cultivos agrícolas en Costa Rica bajo escenarios de cambio climático: implicaciones de manejo agroforestal y desarrollo socioeconómico.

Author

Coto Fonseca, Alberto, Rojas, Carlos, and A. Molina-Murillo, Sergio

Abstract

The applied study of climate change on human activities has gained relevance in recent years. Its effect over the agricultural zones of developing countries is important to establish future adaptation strategies. In this work, current and future potential distributions under the framework of niche modeling of rice, sugarcane and pineapple for Costa Rica were evaluated. The results suggest that, for all three crops, the areas with higher probability of a negative effect due to the change in distribution of suitable areas correspond to rural environments. The point variations in mean annual temperature and annual precipitation variables did not show a defined pattern in the distribution areas of the crops. Regarding the overlapping effect between production areas and the forest area of the country, sugarcane presents the greatest overlapping in all future scenarios, while pineapple cultivation shows an inverse trend. The actual investigation proves the importance of climate change scenarios as a tool for evaluating the potential effect of this phenomenon over agricultural crops, with its repercussions at social and environmental level. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2017
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3. A Protocol for Better Design, Application, and Communication of Population Viability Analyses.

Author

PE'ER, GUY, MATSINOS, YIANNIS G., JOHST, KARIN, FRANZ, KAMILA W., TURLURE, CAMILLE, RADCHUK, VIKTORIIA, MALINOWSKA, AGNIESZKA H., CURTIS, JANELLE M.R., NAUJOKAITIS‐LEWIS, ILONA, WINTLE, BRENDAN A., and HENLE, KLAUS

Subjects
*POPULATION viability analysis, *CONSERVATION biology, *ECOLOGICAL models, *COMMUNICATION, *MANAGEMENT
Abstract

Population viability analyses (PVAs) contribute to conservation theory, policy, and management. Most PVAs focus on single species within a given landscape and address a specific problem. This specificity often is reflected in the organization of published PVA descriptions. Many lack structure, making them difficult to understand, assess, repeat, or use for drawing generalizations across PVA studies. In an assessment comparing published PVAs and existing guidelines, we found that model selection was rarely justified; important parameters remained neglected or their implementation was described vaguely; limited details were given on parameter ranges, sensitivity analysis, and scenarios; and results were often reported too inconsistently to enable repeatability and comparability. Although many guidelines exist on how to design and implement reliable PVAs and standards exist for documenting and communicating ecological models in general, there is a lack of organized guidelines for designing, applying, and communicating PVAs that account for their diversity of structures and contents. To fill this gap, we integrated published guidelines and recommendations for PVA design and application, protocols for documenting ecological models in general and individual-based models in particular, and our collective experience in developing, applying, and reviewing PVAs. We devised a comprehensive protocol for the design, application, and communication of PVAs (DAC-PVA), which has 3 primary elements. The first defines what a useful PVA is; the second element provides a workflow for the design and application of a useful PVA and highlights important aspects that need to be considered during these processes; and the third element focuses on communication of PVAs to ensure clarity, comprehensiveness, repeatability, and comparability. Thereby, DAC-PVA should strengthen the credibility and relevance of PVAs for policy and management, and improve the capacity to generalize PVA findings across studies. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2013
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4. Modelación de idoneidad de hábitat de la comunidad y grupos funcionales de macroinvertebrados

Author

Motta Díaz, Angela Judith, Obregon Neira, Nelson, and Vimos Lojano, Diego

Subjects
Caudales ecológicos, Macroinvertebrates, Lago de Tota, Andean rivers, Invertebrados, Habitat suitability models, Grupos funcionales, Caudales ambientales, Modelación ecológica, Environmental flows, Maestría en hidrosistemas - Tesis y disertaciones académicas, Lake of Tota, Modelos de idoneidad de hábitat, Functional groups, Ecological flows, Hábitat (Ecología), Ríos andinos, Ecological modeling, Caudal de ríos, Macroinvertebrados
Abstract

Por primera vez para ríos de montaña andinos se combinaron conceptos de modelado de variables hidráulicas, de calidad, biológicas y funcionales con el uso de datos recolectados en campo para desarrollar modelos de idoneidad de hábitat de la comunidad de macroinvertebrados y los factores que la determinan. Se realizaron análisis lineales y no lineales para encontrar asociaciones entre las variables. Se desarrollaron 37 modelos de árboles de decisión basados en más de 452 reglas causales que describen las condiciones que determinan la abundancia de 27 taxones, diversidad de la comunidad y porcentaje de las categorías de 5 de grupos funcionales. Se confirmó la heterogeneidad espacial y temporal de la disponibilidad de hábitats para la comunidad de macroinvertebrados en las escalas meso y micro. Según los análisis lineales y no lineales, se destaca la importancia de la diversidad, riqueza de microhábitats, rugosidad del sustrato, velocidad media, ancho del canal, diversidad de la comunidad, presencia y abundancia de organismos predadores, raspadores y fragmentadores, para el mantenimiento de la estructura y función de la comunidad. Las reglas obtenidas de los árboles de decisión permitieron demostrar que para la modelación de idoneidad de hábitat de la comunidad de macroinvertebrados se deben tener en cuenta variables de tipo ambiental y también variables que contemplen las interacciones biológicas, ya que los dos tipos de variables tienen relaciones causales con la abundancia, diversidad y rasgos funcionales de la comunidad. For the first time for the mountain rivers, concepts of hydraulic, quality, biological and functional variables were combined with the use of data collected in the field for the development of the identity of the macroinvertebrate community and the factors that determine it. Linear and nonlinear analyzes were performed to find associations between the variables. 37 decision tree models will be developed in more than 452 rules of distribution of 27 taxa, diversity of the community and percentage of the categories of 5 functional groups. The spatial and temporal heterogeneity of the availability of habitats for the macroinvertebrate community at the meso and micro scales is confirmed. According to the linear and non-linear analyzes, the importance of diversity, the richness of the microhabitats, the rugosity of the substrate, the speed of the media, the width of the canal, the diversity of the community, the presence and the abundance of predatory organisms, scrapers and fragmenters, for maintenance. of the structure and function of the community. The rules of decision trees allowed us to demonstrate the form of the identity of the community of macroinvertebrates, we must take into account the variables of environmental type and also the variables that contain the biological interactions, and that the two types of variables have relationships Causes of abundance, diversity and functional features of the community. Magíster en Hidrosistemas Maestría

Published
2018

5. Integrating monitoring, expert knowledge and habitat management within conservation organisations for the delivery of the water framework directive : a proposed approach

Author

Naura, Marc, Sear, David, Alvarez, Mario, Francisco J. Peñas, Fernandez, Diego, Barquin, Jose, and Universidad de Cantabria

Subjects
Modelació ecològica, Modelación ecológic, River habitats, Estrategia de seguimiento, Ecology, Monitoring Strategy, Spatial scale, Modelación ecológica, Aquatic Science, Hàbitat fluvial, Directiva Marco del Agua, Monitoring strategy, Hábitat fluvial, Ecological Modelling, Water Framework Directive, Escala espacial, Directiva Marc de l'Aigua, Estratègia de seguiment, Water Science and Technology, Ecological modelling
Abstract

RESUMEN. Existe una creciente necesidad de entender mejor la naturaleza de las relaciones entre los atributos ambientales y las comunidades/especies de agua dulce para poder desarrollar acciones apropiadas que minimicen el impacto del cambio ambiental en los ecosistemas fluviales. Tal entendimiento necesitaría estar basado en investigaciones de relaciones causales más que en estudios de correlaciones estadísticas, como se acostumbra. Otro aspecto es la identificación de la escala a la cual los procesos y las características deben ser medidas para permitir un diseño de programas de monitoreo relevante. En este artículo se presenta una breve revisión de los conocimientos existentes sobre las relaciones especies/hábitat y se discuten los marcos teóricos existentes para la identificación de las características ambientales de importancia para la fauna y la determinación de la escala/s a la que deben evaluarse. Asimismo, proponemos un método para utilizar esas relaciones en el contexto de la supervisión y las prácticas de gestión en las organizaciones de conservación. Mostramos como modelos conceptuales de relaciones entre hábitats y especies pueden ser construidos usando el conocimiento existente y la opinión de expertos y como pueden ser testados utilizando datos recogidos como parte de los programas de monitoreo en las instituciones encargadas de la conservación. Sugerimos que tal marco, si aplicado, podría no sólo ayudar a identificar relaciones causales entre especies, características y procesos actuando a varias escalas, sino también para iniciar un proceso de adquisici´on de conocimiento en las instituciones responsables de la implementación de la Directiva Marco del Agua. ABSTRACT. There is a growing necessity to better understand the nature of the relationships between environmental attributes and freshwater species/communities to enable meaningful action to take place against the impacts of environmental change in river ecosystems. Such understanding would need to be based on the investigations of causal relationships rather than the study of statistical correlations or the use of expert opinion as is generally the case. Another issue is in identifying the scale(s) at which process and features should be recorded and assessed to enable the design of relevant monitoring programs. In this paper, we present a short review of existing knowledge on species/habitat relationships and discuss the importance of adequate theoretical frameworks for identifying environmental features of importance to wildlife and determining the scale/s at which they should be assessed.We further propose an approach for eliciting those relationships within the context of monitoring and management practice in conservation organisations. We show how conceptual models of habitat-species relationships can be built using existing knowledge and expert opinion and tested on data collected as part of existing monitoring programs. We suggest such framework, if applied, could not only help identify causal relationships between species, features and processes acting at various scales, but also initiate a knowledge acquisition process within organisations responsible for the delivery of the Water Framework Directive.

Published
2011

6. A protocol for better design, application, and communication of population viability analyses

Author

UCL - SST/ELI/ELIB - Biodiversity, Pe'er, Guy, Matsinos, Yiannis, G., Johst, Karin, Franz, Kamila, W, Turlure, Camille, Radchuk, Viktoriia, Henle, Klaus, Malinowska, Agnieszka, Curtis, Janelle, M. R., Naujokaitis-lewis, Ilona, Wintle, Brendan, A., UCL - SST/ELI/ELIB - Biodiversity, Pe'er, Guy, Matsinos, Yiannis, G., Johst, Karin, Franz, Kamila, W, Turlure, Camille, Radchuk, Viktoriia, Henle, Klaus, Malinowska, Agnieszka, Curtis, Janelle, M. R., Naujokaitis-lewis, Ilona, and Wintle, Brendan, A.

Abstract

Population viability analyses (PVAs) contribute to conservation theory, policy, and management. Most PVAs focus on single species within a given landscape and address a specific problem. This specificity often is reflected in the organization of published PVA descriptions. Many lack structure, making them difficult to understand, assess, repeat, or use for drawing generalizations across PVA studies. In an assessment comparing published PVAs and existing guidelines, we found that model selection was rarely justified; important parameters remained neglected or their implementation was described vaguely; limited details were given on parameter ranges, sensitivity analysis, and scenarios; and results were often reported too inconsistently to enable repeatability and comparability. Although many guidelines exist on how to design and implement reliable PVAs and standards exist for documenting and communicating ecological models in general, there is a lack of organized guidelines for designing, applying, and communicating PVAs that account for their diversity of structures and contents. To fill this gap, we integrated published guidelines and recommendations for PVA design and application, protocols for documenting ecological models in general and individual-based models in particular, and our collective experience in developing, applying, and reviewing PVAs. We devised a comprehensive protocol for the design, application, and communication of PVAs (DAC-PVA), which has 3 primary elements. The first defines what a useful PVA is; the second element provides a workflow for the design and application of a useful PVA and highlights important aspects that need to be considered during these processes; and the third element focuses on communication of PVAs to ensure clarity, comprehensiveness, repeatability, and comparability. Thereby, DAC-PVA should strengthen the credibility and relevance of PVAs for policy and management, and improve the capacity to generalize PVA findings acro

Published
2013

7. Fish dynamics in a coastal food chain: Simulation and analysis

Author

Monvoisin, G., Bolito, C., Ferreira, J.G., and Mosquera-de-Arancibia, C. (Concha)

Subjects
gestión, pez, estuario, aguas costeras, Modelación ecológica, Medio Marino, dinámica de población
Abstract

This paper presents a model for simulation of fish biomass in coastal waters. The main fish processes simulated are adult growth, mortality, movement, spawning, and larval recruitment. The simulation is integrated into a large-scale ecological model, which includes physical processes and food-web interactions. An object-oriented framework has been used as a development platform. Some results are presented which provide insight into the population dynamics and distribution of a pelagic species, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). The transfer of biomass through the food chain is analysed with the model, and some speculations are made concerning the type of feeding control found in this ecosystem. By analysing the capture of adult fish in the estuary, and the dynamics of the juvenile population, the direct and indirect value of ichthyofauna in the system has been estimated. This is important in determining the ‘ecosystem value' of the resource. The model was also used to test the impact on fish populations of different development scenarios. Potential nutrient increases due to urban growth on the southern shore of the estuary were compared to the reference situation, and impacts of increases in fish stock were examined., Este trabajo presenta un modelo para la simulación de una biomasa ictiológica en aguas costeras. Los principales procesos ictiológicos simulados aquí son crecimiento adulto, mortalidad, movimiento, desove y reclutamiento larval. La simulación está integrada en un modelo ecológico a gran escala que incluye procesos físicos e interacciones de la red trófica. Un marco objeto-orientado ha sido usado como plataforma de desarrollo. Se presentan resultados que proporcionan un conocimiento de la dinámica de población y distribución de una especie pelágica, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). Con el modelo, se analiza la transferencia de biomasa a través de la cadena trófica, a la vez que se especula acerca del tipo de control trófico en este ecosistema. Ha sido analizado el valor directo e indirecto de la ictiofauna mediante el análisis de la captura de pescado adulto en el estuario y la dinámica de la población juvenil. Esto es de relevancia para la determinación del valor ecológico del recurso. El modelo también fue usado para probar el impacto de diferentes escenarios de desarrollo en la población ictiológica, el potencial incremento en la carga nutricional debido al crecimiento urbano en la costa sur del estuario, comparado con la situación de referencia, así como el impacto que producirán cambios en la población inicial sobre la producción de peces., Instituto Español de Oceanografía

Published
2001

8. Dinámica ictiológica en una cadena trófica costera: simulación y análisis

Author

Mosquera-de-Arancibia, C. (Concha), Monvoisin, G., Bolito, C., Ferreira, J.G., Mosquera-de-Arancibia, C. (Concha), Monvoisin, G., Bolito, C., and Ferreira, J.G.

Abstract

This paper presents a model for simulation of fish biomass in coastal waters. The main fish processes simulated are adult growth, mortality, movement, spawning, and larval recruitment. The simulation is integrated into a large-scale ecological model, which includes physical processes and food-web interactions. An object-oriented framework has been used as a development platform. Some results are presented which provide insight into the population dynamics and distribution of a pelagic species, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). The transfer of biomass through the food chain is analysed with the model, and some speculations are made concerning the type of feeding control found in this ecosystem. By analysing the capture of adult fish in the estuary, and the dynamics of the juvenile population, the direct and indirect value of ichthyofauna in the system has been estimated. This is important in determining the ‘ecosystem value' of the resource. The model was also used to test the impact on fish populations of different development scenarios. Potential nutrient increases due to urban growth on the southern shore of the estuary were compared to the reference situation, and impacts of increases in fish stock were examined., Este trabajo presenta un modelo para la simulación de una biomasa ictiológica en aguas costeras. Los principales procesos ictiológicos simulados aquí son crecimiento adulto, mortalidad, movimiento, desove y reclutamiento larval. La simulación está integrada en un modelo ecológico a gran escala que incluye procesos físicos e interacciones de la red trófica. Un marco objeto-orientado ha sido usado como plataforma de desarrollo. Se presentan resultados que proporcionan un conocimiento de la dinámica de población y distribución de una especie pelágica, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). Con el modelo, se analiza la transferencia de biomasa a través de la cadena trófica, a la vez que se especula acerca del tipo de control trófico en este ecosistema. Ha sido analizado el valor directo e indirecto de la ictiofauna mediante el análisis de la captura de pescado adulto en el estuario y la dinámica de la población juvenil. Esto es de relevancia para la determinación del valor ecológico del recurso. El modelo también fue usado para probar el impacto de diferentes escenarios de desarrollo en la población ictiológica, el potencial incremento en la carga nutricional debido al crecimiento urbano en la costa sur del estuario, comparado con la situación de referencia, así como el impacto que producirán cambios en la población inicial sobre la producción de peces.

Published
2001

9. Modelación ecológica de las bahías de Cartagena y Barbacoas bajo la influencia del Canal del Dique

Author

Tuchkovenko, Yuriy, Lonin, Serguei, Calero, Luis, Tuchkovenko, Yuriy, Lonin, Serguei, and Calero, Luis

Abstract

A 3-D model of eutrophication for Cartagena and Barbacoas bays is presented, the actual regime of the ecosystem functioning of these water bodies is described and some alternatives of water quality improvement for the bays have been evaluated, basing on the mathematical model. These alternatives are related on the influence limitation of the Dique Channel due to suspended discharge diminishing. An eutrophication model description is presented and consists of the two parts: a) 3-D hydrodynamic block and b) chemical-biological one as the non-conservative part of the substance transport. The actual regime and some prognostic scenarios of the ecosystem state for the Bays as a result of hydrotechnical structures at the Dique channel are considered., El presente estudio tiene como objetivo describir el régimen actual del funcionamiento de los ecosistemas de las aguas de las bahías de Cartagena y Barbacoas, a través de un modelo matemático tridimensional de eutroficación para las cuencas, el cual sirve como base para evaluar algunas alternativas de mejoramiento de la calidad de estas aguas. Estas alternativas buscan limitar la influencia negativa del Canal del Dique a través de la disminución del ingreso de los sólidos suspendidos. Se presenta una descripción del modelo de eutroficación que consiste de dos partes: a) bloque hidrodinámico 3-dimensional y b) bloque químico-biológico como la parte no conservativa del transporte de sustancias. Se consideran el régimen actual y algunos escenarios pronosticados del estado del ecosistema de las Bahías como el resultado de obras hidrotécnicas en el canal del Dique.

Published
2000

10. Modelación de idoneidad de hábitat de la comunidad y grupos funcionales de macroinvertebrados

Author

Obregon Neira, Nelson, Vimos Lojano, Diego, Motta Díaz, Angela Judith, Obregon Neira, Nelson, Vimos Lojano, Diego, and Motta Díaz, Angela Judith

Abstract

Por primera vez para ríos de montaña andinos se combinaron conceptos de modelado de variables hidráulicas, de calidad, biológicas y funcionales con el uso de datos recolectados en campo para desarrollar modelos de idoneidad de hábitat de la comunidad de macroinvertebrados y los factores que la determinan. Se realizaron análisis lineales y no lineales para encontrar asociaciones entre las variables. Se desarrollaron 37 modelos de árboles de decisión basados en más de 452 reglas causales que describen las condiciones que determinan la abundancia de 27 taxones, diversidad de la comunidad y porcentaje de las categorías de 5 de grupos funcionales. Se confirmó la heterogeneidad espacial y temporal de la disponibilidad de hábitats para la comunidad de macroinvertebrados en las escalas meso y micro. Según los análisis lineales y no lineales, se destaca la importancia de la diversidad, riqueza de microhábitats, rugosidad del sustrato, velocidad media, ancho del canal, diversidad de la comunidad, presencia y abundancia de organismos predadores, raspadores y fragmentadores, para el mantenimiento de la estructura y función de la comunidad. Las reglas obtenidas de los árboles de decisión permitieron demostrar que para la modelación de idoneidad de hábitat de la comunidad de macroinvertebrados se deben tener en cuenta variables de tipo ambiental y también variables que contemplen las interacciones biológicas, ya que los dos tipos de variables tienen relaciones causales con la abundancia, diversidad y rasgos funcionales de la comunidad.

11. Dinámica ictiológica en una cadena trófica costera: simulación y análisis

Author

Monvoisin, G., Bolito, C., João Ferreira, and Mosquera-de-Arancibia, C. (Concha)

Subjects
gestión, pez, estuario, aguas costeras, Modelación ecológica, dinámica de población
Abstract

This paper presents a model for simulation of fish biomass in coastal waters. The main fish processes simulated are adult growth, mortality, movement, spawning, and larval recruitment. The simulation is integrated into a large-scale ecological model, which includes physical processes and food-web interactions. An object-oriented framework has been used as a development platform. Some results are presented which provide insight into the population dynamics and distribution of a pelagic species, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). The transfer of biomass through the food chain is analysed with the model, and some speculations are made concerning the type of feeding control found in this ecosystem. By analysing the capture of adult fish in the estuary, and the dynamics of the juvenile population, the direct and indirect value of ichthyofauna in the system has been estimated. This is important in determining the ‘ecosystem value' of the resource. The model was also used to test the impact on fish populations of different development scenarios. Potential nutrient increases due to urban growth on the southern shore of the estuary were compared to the reference situation, and impacts of increases in fish stock were examined. Este trabajo presenta un modelo para la simulación de una biomasa ictiológica en aguas costeras. Los principales procesos ictiológicos simulados aquí son crecimiento adulto, mortalidad, movimiento, desove y reclutamiento larval. La simulación está integrada en un modelo ecológico a gran escala que incluye procesos físicos e interacciones de la red trófica. Un marco objeto-orientado ha sido usado como plataforma de desarrollo. Se presentan resultados que proporcionan un conocimiento de la dinámica de población y distribución de una especie pelágica, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758). Con el modelo, se analiza la transferencia de biomasa a través de la cadena trófica, a la vez que se especula acerca del tipo de control trófico en este ecosistema. Ha sido analizado el valor directo e indirecto de la ictiofauna mediante el análisis de la captura de pescado adulto en el estuario y la dinámica de la población juvenil. Esto es de relevancia para la determinación del valor ecológico del recurso. El modelo también fue usado para probar el impacto de diferentes escenarios de desarrollo en la población ictiológica, el potencial incremento en la carga nutricional debido al crecimiento urbano en la costa sur del estuario, comparado con la situación de referencia, así como el impacto que producirán cambios en la población inicial sobre la producción de peces. Instituto Español de Oceanografía

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