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Noisy data and distribution maps: the example of <i>Phylan semicostatus</i> Mulsant and Rey, 1854 (Coleoptera, Tenebrionidae) from Serra de Tramuntana (Mallorca, Western Mediterranean)

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Author(s): Palmer, M. | Gómez-Pujol, L. | Pons, G. X. | Mateu, J. | Linde, M.

Journal: Graellsia
ISSN 0367-5041

Volume: 59;
Issue: 2-3;
Start page: 389;
Date: 2003;
Original page

Keywords: Distribution maps | Occurrence patterns | Genetic algorithms | GARP modelling | Invertebrates | Mapas de distribución | patrones de presencia | algoritmo genético | modelos GARP | invertebrados

ABSTRACT
Distribution maps are key tools for environmental management and biogeographic analyses. However, success in predicting spatial distribution is limited when using noisy presence/absence data sets. Both false absences and presences can be related with local departures from equilibrium (for example, temporary extinctions or unsuccessful colonisations). Moreover, false absences can arise from limited sampling effort. Here we explore an analytical strategy to get additional information on the presence/absence pattern of one target species from the presence/absence of all other species in the community. The logic is simple: the target species should display higher probability of presence at a site if a sample from this site is faunistically very close to the samples from other sites where the species occurs. Therefore, we first model presence/absence of the target species as a function of between-sample faunistic similarity. Second, the observed data for the target species are readjusted as a function of the expected probability of presence: current presences at sites with extreme low probability of presence are interpreted as unstable presences, and are recoded as absences. Seemingly, absences at sites with high probability of presence are interpreted as false absences, and are recoded as presences. In the experimental case presented herein, the recoding procedure is based on the presence/absence of 174 species, covering a broad taxonomic scope (snails, beetles, spiders and isopods). 1 km2 distribution maps of presence/absence of the endemic beetle Phylan semicostatus were modelled from these recoded data. Mapping is done using GARP based on four environmental explanatory variables. These maps seem to be more stable and less prone to fail in predicting presence than those derived directly from the observed data.Los mapas de distribución son herramientas clave para la gestión medioambiental y los análisis biogeográficos. Pero el éxito en las predicciones de distribución espacial es limitado cuando se dispone de datos imprecisos de la presencia/ausencia. Tanto falsas ausencias como falsas presencias pueden estar relacionadas con desviaciones locales del equilibrio (por ejemplo, extinciones temporales o colonizaciones no exitosas). Además, las falsas ausencias pueden surgir de un esfuerzo de muestreo limitado. Aquí se explora una estrategia analítica para obtener información adicional sobre el patron de presencia/ausencia de una especie diana a partir de la presencia/ausencia de otras especies en la comunidad. La logica es simple: la especie diana debería tener una mayor probabilidad de presencia en un punto si una muestra de este punto es faunísticamente muy similar a las muestras de otros puntos donde la especie ha sido detectada. Por tanto, primeros se modela la presencia/ausencia de la especie diana en función de la similaridad faunística entre puntos. En segundo lugar, los datos observados para la especie diana son reajustados en función de la probabilidad esperada de presencia: las presencias observadas en puntos con probabilidad de presencia muy baja son interpretadas como presencias inestables, y recodificadas como ausencias. De manera similar, las ausencias en puntos con probabilidad de presencia muy elevada son interpretadas como falsas ausencias, y recodificadas como presencias. En el caso experimental estudiado, el procedimiento de recodificación esta basado en los datos de presencia/ausencia de 174 especies, abarcando un abanico taxonómico muy amplio (caracoles terrestres, coleópteros, arañas e isópodos). El mapa de distribución de celdas de 1 km2 del coleóptero endémico Phylan semicostatus es modelado a partir de estos datos. El mapa de distribución es elaborado a partir de cuatro variables medioambientales, usando una estrategia analítica basada en algoritmos genéticos (GARP). Los mapas obtenidos con los datos recodificados parecen ser mas estables y menos susceptibles de fallar en sus predicciones que los mapas elaborados directamente con los datos originales.
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