Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Correia, Iúri Josiane Frizado
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/45252
Resumo: Trabalho de projecto de mestrado, Bioestatística, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020
id RCAP_2ea3f2658ef01a4f492c912e418cb18b
oai_identifier_str oai:repositorio.ul.pt:10451/45252
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methodsCaribuDensidadeGronelândiaAmostragem por distânciasGAMDSMTrabalhos de projecto de mestrado - 2020Departamento de Estatística e Investigação OperacionalTrabalho de projecto de mestrado, Bioestatística, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020O caribu, Rangifer tarandus groenlandicus, é uma das treze subespécies de rena que habita as regiões circumpolares do hemisfério Norte, sendo nativa da Gronelândia. A maioria dos estudos de investigação feitos no passado foram, regra geral, de curta duração, limitados e frequentemente mal desenhados ou extremamente enviesados. Ao ser caçado há pelo menos 4000 anos, o caribu possui elevada importância para as populações locais. Como tal, métodos com maior eficiência e precisão precisam de ser considerados para que a informação e monitorização obtidas para esta subespécie sejam mais sólidas e robustas. Desde o início do milénio, o Instituto para os Recursos Naturais da Gronelândia (Greenland Institute for Natural Resources - GINR) tem vindo a melhorar as metodologias utilizadas no controlo e monitorização das espécies presentes na Gronelândia, sendo o caribu uma das espécies de foco. No Oeste da Gronelândia, local onde existem populações nativas de caribus, não existem predadores naturais, o que torna as próprias características populacionais inerentes desta subespécie, características do habitat e a atividade antropogénica nos principais fatores responsáveis pelo controlo da população. A partir do ano de 2000, o GINR tem feito estudos aéreos de monitorização periódica do R. t. groenlandicus. O intuito destes estudos é o de estimar a sua densidade e abundância nas regiões de interesse, obtendo assim um panorama geral da sua abundância, distribuição e relação com algumas covariáveis recolhidas. Posteriormente, os seus resultados são usados para auxiliar a gestão de outras atividades como a caça, construção, entre outras. Recorriam-se a vários métodos baseados em estudos mais antigos mas, mais recentemente, os métodos de amostragem por distâncias têm vindo a ganhar destaque na investigação ecológica, tanto pela sua aplicabilidade em múltiplas situações como pela precisão das estimativas fornecidas. Primeiramente foi feita uma análise exploratória dos dados. Esta revelou que foram detetados cerca de 5 000 caribus em grupos maioritariamente até 4 indivíduos e localizados na sub-área de Sisimiut. Também mostrou ser concordante com os resultados obtidos em estudos anteriores e sugeriu elevada precisão inerente à amostra observada. Posteriormente procedeu-se à aplicação de métodos de amostragem por distâncias e ajustamento de um modelo espacial. Os métodos de amostragem por distâncias são usados para a estimação da densidade e abundância de objetos de interesse com base na distância dos mesmos ao observador. Esse objeto de interesse pode ser um ser vivo como uma espécie de animal ou de planta, ou pistas produzidas pelos mesmos (maioritariamente em animais) como ninhos, carcaças, fezes ou até no campo quer no ar ou em alto-mar, se deslocam ao longo de um transeto ou permanecem estáticos num determinado ponto por um intervalo de tempo fixo, observando a área em redor. Sempre que um objeto de interesse, no caso deste estudo, caribus individuais ou em grupo, é detetado, as distâncias perpendiculares dos mesmos à linha central do transeto são medidas e registadas. Outras covariáveis consideradas importantes na deteção dos objetos de interesse também podem ser recolhidas no momento da amostragem e analisadas em conjunto com as distâncias osbervadas. Estas distâncias permitem depois estimar uma função de deteção, a partir da qual se pode obter uma estimativa da probabilidade de deteção dos objetos de interesse. Esta estimativa representa a proporção de objetos de interesse detetados durante a amostragem e a sua relação com a distância ao observador é expressa pela função de deteção. Posteriormente, pode-se estimar a densidade e abundância totais ou estratificadas em caso de existência de sub-áreas dentro da área em estudo, o que acontece neste projeto. Após a seleção do modelo de amostragem por distâncias mais apropriado à amostra recolhida, procedeu-se ao ajustamento de um modelo aditivo generalizado (Generalized Additive Model - GAM) para determinar o número de caribus estimado em cada quadrícula de 1.5 × 1.5, considerando a probabilidade de deteção estimada anteriormente e a influência de outras covariáveis ambientais georreferenciadas também recolhidas e de interesse a priori. As covariáveis ambientais consideradas neste projeto foram o aspeto geográfico, a elevação e o declive. Recorrendo aos resultados do GAM obtido, um modelo de densidade espacial (Density Surface Model - DSM) dos objetos de interesse foi determinado através da extrapolação para a região de estudo. Este modelo representa a distribuição dos caribus ao longo da região de estudo como função das várias covariáveis consideradas sob a forma de um mapa de gradiente de cor. Para complementar o DSM, também foi criado um segundo mapa de gradiente de cor onde cada quadrícula representa a incerteza associada a cada estimativa obtida no DSM. Relativamente à distribuição espacial estimada pelo DSM para a espécie de estudo, este prevê que o caribu se encontra maioritariamente na sub-área de Sisimiut e minoritariamente na sub-área de Angujaartorfiup Nunaa, como previsto pela especialista. De acordo com o modelo selecionado, em termos de densidade, os caribus aparentam preferir superfícies direcionadas para Sul em detrimento das direcionadas para Norte. Além disto, a espécie de estudo parece apresentar uma relação negativa com o aumento da elevação e do declive. Estes resultados são concordantes com os obtidos em estudos anteriores realizados na mesma altura do ano. Para o presente projeto, focado na região Norte do Oeste da Gronelândia, a análise de amostragem por distâncias estimou uma probabilidade de deteção média de 0.54 e uma estimativa de abundância com base no delineamento amostral de cerca de 60 469 (IC 95%: 51 932, 70 410) caribus em toda a região de estudo. A sub-área de Sisimiut apresentou o maior foco da população, seguida pelas sub-áreas Angujaartorfiup Nunaa e Sisimiut Sul, com estimativas de 46 724, 9 814 e 3 931 caribus, respetivamente. O DSM estimou uma abundância de cerca de 73 895 (IC 95%: 65 983, 82 757) caribus em toda a região Norte. É de notar que os intervalos de confiança se sobrepõem parcialmente, sugerindo que a diferença entre estas estimativas não é estatisticamente significativa. Em ambas as metodologias a incerteza associada às estimativas obtidas foi relativamente baixa, sendo um indicador de precisão e consistência dos mesmos. A diferença entre as estimativas de abundância pode ser justificada pelas características dos métodos aplicados. A amostragem por distâncias convencional é uma metodologia cuja extrapolação é design-based, o que significa que certas regiões ou características não amostradas ou mal representadas pelos transetos considerados não serão tidas em conta nas estimativas. Por outro lado, o GAM é uma abordagem model-based, considerando a informação sobre toda a região de estudo na modelação através das covariáveis ambientais fornecidas. Este segundo tipo de abordagem tem como vantagem a representação espacial da informação, permitindo assim o melhor entendimento e visualizção de possíveis padrões espaciais na abundância do caribu e, consequentemente, o afinamento das suas medidas de gestão. Outra vantagem adicional é permitir uma estimativa e respetiva incerteza associada em qualquer sub-área de interesse desde que esteja devidamente definida. Para ter uma estimativa da abundância, basta integrar sob a superfície de densidade estimada. Por fim, comparando estas as estimativas pontuais com as obtidas em estudos anteriores, as primeiras são ligeiramente menores. Apesar disso, não existe evidência estatística que indique um decréscimo estatisticamente significativo na abundância dos caribus na região Norte do Oeste da Gronelândia. Recomenda-se, para estudos futuros e se possível, uma amostragem mais rigorosa no que diz respeito à categorização de covariáveis de interesse como a claridade, a profundidade e cobertura da neve, assim como a inclusão de outras covariáveis como a vegetação. Estas covariáveis poderão fornecer informação adicional sobre a distribuição da espécie de estudo.The barren-ground caribou, Rangifer tarandus groenlandicus, is native to the west coast of Greenland, and has always been important for the human population. Its importance spans from cultural traditions and subsistence consumption to recreational and commercial harvesting. Hence, the importance of long-term monitoring to facilitate appropriate management strategies. To accomplish a robust monitoring method and to determine caribou density, Distance Sampling methods were used. These methods are widely used techniques for density and abundane estimation of a wide variety of taxa. In this project, the data from an aerial survey for caribou conducted by the Greenland Institute of Natural Resources (GINR) in the late winter of the year of 2018 was used to estimate abundance of caribou in the surveyed area. The survey data and the shapefiles with covariates to use in the DSM were provided by GINR. Starting from a conventional distance sampling perspective, the data set was then used to create a Density Surface Model (DSM) for caribou, i.e., a model describing caribou density as a function of additional covariates collected during the survey. An introduction about the study species and the region of interest is provided as well as a brief description of the sampling design, Distance Sampling methodology and some related methods. The results were consistent with previous studies in terms of distribution throughout the study region, but the spatial distribution map obtained a previously unavailable useful insight. The estimated confidence intervals for abundance overlap with estimates from previous studies. Even though the point estimates are smaller when compared to previous point estimates, these differences are not statistically signifficant.Cuyler, ChristineMarques, Tiago AndréRepositório da Universidade de LisboaCorreia, Iúri Josiane Frizado2020-12-10T18:35:38Z202020202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/45252TID:202595749enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:46:57Zoai:repositorio.ul.pt:10451/45252Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:57:44.958119Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
title Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
spellingShingle Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
Correia, Iúri Josiane Frizado
Caribu
Densidade
Gronelândia
Amostragem por distâncias
GAM
DSM
Trabalhos de projecto de mestrado - 2020
Departamento de Estatística e Investigação Operacional
title_short Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
title_full Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
title_fullStr Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
title_full_unstemmed Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
title_sort Estimating caribou abundance in West Greenland using distance sampling methods
author Correia, Iúri Josiane Frizado
author_facet Correia, Iúri Josiane Frizado
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cuyler, Christine
Marques, Tiago André
Repositório da Universidade de Lisboa
dc.contributor.author.fl_str_mv Correia, Iúri Josiane Frizado
dc.subject.por.fl_str_mv Caribu
Densidade
Gronelândia
Amostragem por distâncias
GAM
DSM
Trabalhos de projecto de mestrado - 2020
Departamento de Estatística e Investigação Operacional
topic Caribu
Densidade
Gronelândia
Amostragem por distâncias
GAM
DSM
Trabalhos de projecto de mestrado - 2020
Departamento de Estatística e Investigação Operacional
description Trabalho de projecto de mestrado, Bioestatística, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-12-10T18:35:38Z
2020
2020
2020-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10451/45252
TID:202595749
url http://hdl.handle.net/10451/45252
identifier_str_mv TID:202595749
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799134521611780096

Registros relacionados