Hierarchical Bayesian model reveals the distributional shifts of Arctic marine mammals

• Published in: Diversity and Distributions
• Main Authors: Mäkinen, Jussi, Vanhatalo, Jarno
• Other Authors: Research Centre for Ecological Change, Environmental and Ecological Statistics Group, Organismal and Evolutionary Biology Research Programme, Department of Mathematics and Statistics
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Wiley 2018
• Subjects: 1181 Ecology; evolutionary biology; 112 Statistics and probability; Arctic marine mammals; data integration; extensive transect survey; hierarchical Bayesian modelling; Poisson point process; species distribution; PRESENCE-ONLY DATA; SPECIES DISTRIBUTION MODELS; BEARS URSUS-MARITIMUS; POINT PROCESS MODELS; CHANGING SEA-ICE; POLAR BEARS; CLIMATE-CHANGE; HABITAT SELECTION; PHOCA-HISPIDA; RINGED SEAL; Arctic; Arktis*; Climate change; Odobenus rosmarus; Phoca hispida; ringed seal; Sea ice; Ursus maritimus
• Online Access: http://hdl.handle.net/10138/248738

Kehitimme menetelmän erilaisten avointen aineistojen, kuten julkaistujen artikkelien ja tietokantojen, käyttämiseen analysoidaksemme arktisten merinisäkkäiden levinneisyyksiä. Menetelmän avulla arvioimme ympäristön vaikutusta lajien levinneisyydelle sekä levinneisyyksien mahdollisia muutoksia havaittujen ympäristömuutosten seurauksena. Tutkimus toteutettiin Karan Merellä, joka on yksi arktisista reunameristä. Etsimme avoimista aineistosta havaintotietoja jääkarhuista (Ursus maritimus), mursuista (Odobenus rosmarus rosmarus) ja norpista (Phoca hispida). Paikansimme havainnot ja analysoimme lajien esiintymistiheytta Poissonin pisteprosessimallilla. Vaihtelevan laatuinen aineisto ei sisältänyt tietoa lähdetutkimusten havaintoprosessista, minkä vuoksi pystyimme mallintamaan ainoastaan lajien esiintymistiheyden suhteessa tuntemattomaan havaintointensiteettiin. Selitimme lajien suhteellista esiintymistiheyttä ympäristömuuttujilla ja satunnaismuuttujilla, joista jälkimmäiset kuvastavat esiintymistiheyden satunnaisvaihtelua ajassa ja tilassa sekä suhteessa satunnaiseen havainnointi-intensiteettiin. Jääkarhujen esiintymistiheyttä selitimme myös norppien ennustetulla esiintymistiheydellä jääkarhujen havaintopisteissä. Merijään tiheys ja havaintojen etäisyys rannikosta olivat tärkeimpiä selittäviä ympäristömuuttujia jokaisen lajin kohdalla. Hylkeiden esiintymistiheys oli tärkein muuttuja selittämään jääkarhujen esiintymistiheyttä. Merijään tiheyden heikkeneminen 17-vuotisen tutkimusjakson aikana vaikutti lajien esiintymistiheyksiin siten, että mursujen ja jääkarhujen tiheys pysyi vakaana tai heikkeni hieman, kun taas norppien tiheys laski itäisellä ja kasvoi läntisellä Karan Merellä. Pisteprosessimalli on vakaa menetelmä lajien levinneisyyksien arvioimiseen perustuen vaihtelevan laatuisiin havaintoihin. Menetelmä tarjoaa sijainnista riippumattomasti luotettavaa tietoa ekosysteemeistä ja tarjoaa työkaluja suojelutoimintaan arktisella. Tuloksemme osoittivat, että yksinkertaisessa ravintoverkossa saalistajalajin levinneisyys ...