Dendro Blog

Análise de Correspondência Canônica (CCA) no R

Pedro — Sun, 23 Oct 2011 13:56:24 +0000

A análise de correspondência canônica é uma técnica de ordenação multivariada comumente utilizada por ecologistas. Por meio da CCA , é possível analisar a relação entre a composição florística de uma comunidade florestal e variáveis ambientais. Para isto, são utilizadas duas matrizes, uma com os dados vegetacionais e outra com os dados ambientais. No caso de uma CCA parcial, utiliza-se uma terceira matriz, com os dados de variáveis cujo os efeitos se quer isolar (partial out), como, por exemplo, coordenadas espaciais ou impactos ambientais.

Utilizando o programa R, junto com a biblioteca vegan, podemos realizar uma CCA da seguinte maneira.

Carregando as matrizes do exemplo

^?View Code RSPLUS

library(vegan)
data(varespec) # matriz com dados vegetacionais, com  24 linhas (parcelas) e 44 colunas (espécies). 
data(varechem) # matriz com dados ambientais, com 24 linhas (parcelas) e 14 colunas (variáveis), referente às características edáficas de cada parcela
varespec # visualizar matriz
varechem # visualizar matriz

No caso de trabalharmos com uma matriz de abundância de espécies, podemos excluir as espécies raras por meio do comando:

semrararas<- matrizvegetacional[, matrizvegetacional>10]

Onde:

semraras: nova matriz criada, sem a presença de espécies com menos do que 10 indivíduos;
matrizvegetacional: nome do objeto que contem a matriz vegetacional completa.

Padronização log + 1, para corrigir possível assimetria da distribuição dos dados

^?View Code RSPLUS

varespecslog <- decostand(varespec, "log")

Seleção das variáveis ambientais por stepwise, utilizando testes de permutação

^?View Code RSPLUS

fullmodel<-cca(varespecslog ~ .,varechem)
smallmodel<-cca(varespecslog ~ 1, varechem)
fit_model<- ordistep(smallmodel, scope=formula(fullmodel))
fit_model # visualizar resultados
summary(fit_model) # sumário dos resultados

Calcular fator de inflação (VIF), para excluir variáveis multicolineares

^?View Code RSPLUS

vif.cca(fit_model)
fit_model
fit_model<- cca(varespecslog ~ Mn, data=varechem) # refazendo cca sem variáveis com VIF > 10
fit_model # visualizar resultados
summary(fit_model) # sumário dos resultados

De acordo com Oksanen (2011), valores de VIF = 1 indicam variáveis completamente independentes entre si. Valores de VIF = 10 a 20 indicam variáveis aumentente correlacionadas entre si.

Teste de permutação para avaliar significâncias da CCA, variáveis e eixos

^?View Code RSPLUS

anova.cca(fit_model)
anova.cca(fit_model, by="terms")
anova.cca(fit_model, by="axis")

Apresentação gráfica

^?View Code RSPLUS

plot(fit_model, type="n", las=1, font=6, font.axis=6, font.lab=6, cex.lab=1.5, cex.lab=1.5)
stems <- colSums(varespec)
orditorp(fit_model, "sp", priority=stems, pch="+", pcol="grey", font=8, cex=1)
text(fit_model, dis="cn", font=6, cex=1.5)
text(fit_model, dis="sites", cex=1, font=7)

É isto aí. Como este é uma espaço aberto para discussão, fique a vontade para fazer algum comentário.

Referências

Oksanen, J. et al. Vegan: Community Ecology Package. 2010.
Oksanen, J. Constrained Ordination: Tutorial with R and vegan. 9p. 2011 [pdf]

Dicas de como avaliar um trabalho científico

Pedro — Thu, 20 Oct 2011 13:20:34 +0000

Para que os resultados de uma pesquisa sejam publicados em um periódico científico, o trabalho submetido tem que passar por um rigoroso processo de avaliação por pares (“Peer Review”). São os revisores que irão sugerir aos editores se o trabalho tem mérito ou não para ser publicado. Por isso, esta atividade, que faz parte da rotina de todos os pesquisadores, é de grande responsabilidade, pois refletirá na qualidade das publicações. Se um dia você for convidado a dar o parecer sobre algum trabalho científico, primeiramente considere as seguintes questões (Nicholas e Gordon, 2011):

i) Sua área de expertise o qualifica para avaliar de forma adequada o manuscrito?

ii) Você tem condições de fornecer uma avaliação justa e sem tendências (positiva ou negativa)?

iii) Você tem tempo disponível?

Se a resposta for não para qualquer uma das considerações acima, o melhor é recusar o convite de avaliação, agradecer o Editor e se por a disposição para uma outra oportunidade, que certamente não faltará.

Para saber mais sobre o tema sugiro a leitura dos seguintes textos:

Como avaliar trabalhos científicos

GEWIN, V. Rookie review. Nature. 478, 275-277, 2001 doi:10.1038/nj7368-275a

Nicholas, K. A., and W. S. Gordon (2011), A quick guide to writing a solid peer review, Eos Trans. AGU, 92(28), doi:10.1029/2011EO280001.[pdf]

Greenhalgh, T. How to read a paper: Assessing the methodological quality of published papers. British Medical Journal, v. 315, n.7103, p. 305-315, 1997

Atividades de quarta

Pedro — Thu, 20 Oct 2011 02:01:30 +0000

Aula de Fitossociologia – Exercício prático sobre índices de diversidade (Shannon) e Equabilidade (Pielou), curva de acumulação de espécies, pelo método de aleatorização, e estimadores de riqueza (Jacknife, Bootstrap e Rarefação).
Análise de manuscrito (peer review): finalizando e encaminar amanhã.
Aula prática no campo: terminamos a coleta de dados referente ao trabalho de dinâmica da regeneração natural no Parnamul.
Artigo aceito para publicação: artigo sobre regeneração em ambientes com taquara foi aceito, com pequenas correções. Próximo passo: fazer as correções, pagar a taxa de publicação e retornar para a revista.

Rarefação no R e no Excel

Pedro — Tue, 18 Oct 2011 21:35:34 +0000

Contextualização

Como demonstrado por uma curva de acumulação de espécies, a riqueza encontrada num levantamento vegetacional é dependente do esforço amostral. Por isso, normalmente, não podemos fazer uma comparação direta da riqueza encontrada em áreas com intensidades amostrais distintas. Uma das técnicas que pode ser utilizada para contornar esta limitação é a rarefação. Por meio deste procedimento é realizada a padronização da intensidade amostral de diferentes áreas, com base no número de indivíduos. Hurlbert (1971) propôs a seguinte fórmula:

Onde,

E(Sn) = Número de espécie esperado para um determinado número de indivíduos padronizado;

N = Número total de indivíduos amostrados;

Ni = Número de indivíduos da i-ésima espécie;

n = Número de indivíduos padronizado

O número máximo de indivíduos padronizados (n) deve ser igual ao número total de indivíduos amostrados (N) na área de menor abundância.

Exemplo:

Local com 11 espécies, com, repectivamente, 4, 5, 6, 300, 4, 5, 80, 100, 90, 200 e 12 indivíduos (N = 806). Qual é a riqueza da área, se considerarmos um número padronizado de 500 indivíduos (n = 500)?

No R:

^?View Code RSPLUS

library(vegan)
mata<-c(4, 5, 6, 300, 4, 5, 80, 100, 90, 200, 12)
rarefy(t(as.data.frame(mata)), 500)

No Excel

Planilha com o cálculo da rarefação disponível aqui.

Referência:

Hurlbert, S.H. The Nonconcept of Species Diversity: A Critique and Alternative Parameters. Ecology, Vol. 52, No. 4., p. 577-586. 1971

Dinâmica de curto prazo da comunidade árborea em fragmentos de florestas aluviais

Pedro — Tue, 27 Sep 2011 22:09:20 +0000

Saiu recentemente um artigo de nossa autoria que demonstra a dinâmica de curto prazo (2005-2007) da comunidade arbórea em fragmentos de florestas aluviais, no Sul de Minas Gerais. O segundo inventário (2007) foi realizado logo após uma enchente de grandes proporções do Rio Sapucaí, que supostamente pode ter influenciado a dinâmica observada. Os fragmentos estudados apresentam um histórico de uso similar a maioria de remanescentes de Mata Atlântica, caracterizado pelo corte seletivo de árvores e presença de gado.

Os principais resultados mostraram:

Redução do número de indivíduos e da área basal;
heterogeneidade espacial da dinâmica, que diferiu entre os fragmentos analisados.

Os resultados podem ser explicado:

Como sendo uma resposta da comunidade arbórea à enchente que ocorreu em 2007;
como sendo uma resposta aos impactos ambientais de origem antrópica, como a presença de gado e corte seletivo.
pelo fato dos efeitos da enchente e dos impactos ambientais não ocorrerem de forma homogênea na área estudada.

Vale ressaltar que a dinâmica de florestas pode afetar o balanço de carbono na atmosfera, com influência direta no clima global. No presente estudo, a instabilidade observada, representada pela redução de indivíduos e área basal, sugere que a área não funcionou como um “sumidouro” de carbono.

Resta saber por quanto tempo está tendência (redução de densidade e área basal) persistirá. Esta resposta teremos por meio do monitoramento durante um período maior de tempo.

Referência:

SILVA, A.C. et al . Dinâmica de uma comunidade arbórea após enchente em fragmentos florestais no sul de Minas Gerais. Rev. Árvore, Viçosa, v. 35, n. 4, ago. 2011 . Disponível em . acessos em 27 set. 2011. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-67622011000500014.

Estudo de dinâmica florestal (2005-2007-2009-2011)

Pedro — Tue, 13 Sep 2011 01:17:28 +0000

Na semana passada completamos seis anos de avaliação (2005-2007-2009-2011) referente ao projeto de pesquisa “Dinâmica da comunidade arbórea em fragmentos de floresta aluvial”. O trabalho de campo foi realizado no município de São Sebastião da Bela Vista, Minas Gerais, nas margens do Rio Sapucaí, onde observamos, novamente, maior mortalidade de indivíduos arbóreos do que recrutamento. A partir desta área, já foram publicados alguns artigos, com destaque para:

Silva, AC. ; HIGUCHI, Pedro ; van den Berg, E. . Effects of soil water table regime on tree community species richness and structure of alluvial forest fragments in Southeast Brazil. Brazilian Journal of Biology (Impresso), v. 70, p. 465-471, 2010.

SILVA, AC ; van den Berg, E. ; Higuchi, P. ; Oliveira-Filho, A.T. ; Marques, J.J.G.S.M.; APPOLINÁRIO, V. ; Pifano, D.S. ; Ogusuku, L.M. ; Nunes, M. . Florística e estrutura da comunidade arbórea em fragmentos de floresta aluvial em São Sebastião da Bela Vista, Minas Gerais, Brasil. Revista Brasileira de Botânica (Impresso), v. 32, p. 283-297, 2009.

Divulgação de eventos científicos

Pedro — Sat, 27 Aug 2011 00:25:49 +0000

Congresso Brasileiro de Reflorestamento Ambiental (Guarapari, 14/16
set)

http://www.sitepratico.com/sitepratico/?site=58&pagina=1

Congresso de Ecologia do Brasil (São Lourenço, 18/22 set)
http://www.xceb.com.br/

Oportunidade: Concurso Público para Professor Efetivo

Pedro — Sat, 27 Aug 2011 00:11:24 +0000

Concurso Público para Professor Efetivo do Curso de Engenharia Florestal – Universidade do Estado de Santa Catarina. Vagas: 01 Colheita e Transporte Florestal; 02 Manejo Florestal: Dendrometria e Inventário Florestal; 01 Melhoramento Florestal; 01 Química da Madeira, 01 Economia e Gestão Florestal. Incrições: 22 de agosto a 20 de outubro; Provas: 22 a 25 de novembro. Maiores informações: http://www.udesc.br/make_page.php?id=873

Plantas tóxicas na arborização urbana – Nerium oleander

Pedro — Fri, 19 Aug 2011 14:05:52 +0000

Um exemplo que não deve ser seguido: Nerium oleander plantado próximo de um parque infantil, no Município de Lages, SC

Apesar de ser uma espécie vistosa, me surpreende o uso de forma pouco criteriosa de Nerium oleander (Apocynaceae), popularmente conhecido como espirradeira, na arborização urbana e paisagismo. Esta espécie asiática apresenta elevada toxidez em todas as suas partes, devido a princípios ativos como oleandrina e neriantina. O consumo de uma única folha poderia causar a morte uma criança. Por isso não é recomendado o seu uso para fins ornamentais em ambientes de grande acesso de pessoas, especialmente crianças, como escolas, parques, passeios, calçadas, etc.

Nerium oleander (Fonte: http://www.jardineiro.net/)

Referências:

http://adventure.howstuffworks.com/top-5-poisonous-plants5.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Oleandro

Associações espaciais entre indivíduos de espécies pertencentes ao gênero Miconia

Pedro — Sat, 13 Aug 2011 22:12:45 +0000

Saiu no último número da Revista Árvore um artigo publicado pela Equipe do Laboratório de Dendrologia, do CAV/UDESC, que analisa as associações espaciais entre indivíduos de espécies pertencentes ao gênero Miconia. Neste trabalho foi utilizada a função K de Ripley bivariada como abordadem para análise dos dados. Segue o resumo do presente trabalho:

Associações espaciais entre indivíduos de diferentes espécies de Miconia spp. Ruiz & Pav. (Melastomataceae)

Spatial association among individuals of different species of Miconia Ruiz & Pav spp. (Melastomataceae)

RESUMO

Este estudo avaliou as associações espaciais de indivíduos pertencentes a todas as espécies arbóreas do gênero Miconia presentes no sub-bosque de um plantio experimental de espécies dos gêneros Eucalyptus e Corymbia. Como o gênero Miconia possui a maioria das espécies pioneiras, a hipótese testada foi de que os pares de espécies analisadas apresentam indivíduos com sobreposição total ou parcial de habitat. Considerando o histórico da área, é possível supor que todos os indivíduos se regeneraram a partir da chuva e do banco de sementes. Foi estabelecido um transecto cruzando a área de estudo no sentido de seu maior comprimento, a partir do qual foram determinadas as coordenadas dos indivíduos do gênero Miconia com DAS (diâmetro medido na altura do solo) maior ou igual a 1 cm. As associações espaciais entre os indivíduos das diferentes espécies foram analisadas por meio da função K de Ripley bivariada. Foram amostrados indivíduos de Miconia pepericarpa DC., Miconia sellowiana Naudin, Miconia albicans Triana, Miconia argyrophylla DC., Miconia chartacea Triana e Miconia cinnamomifolia (DC.) Naudin. De forma geral, os resultados demonstraram ausência de associação espacial negativa entre os pares das espécies, indicando que os indivíduos de Miconia spp. compartilham parcial ou totalmente o mesmo espaço no sub-bosque de um plantio de eucalipto. Os resultados obtidos, apesar de não poderem ser extrapolados para outras espécies, corroboram a ideia de que algumas espécies pioneiras tendem a coexistir, em florestas tropicais, em áreas onde há maior disponibilidade de luz.

Palavras-chave: Função K de Ripley, Nicho ecológico e Relações espaciais.

ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate spatial association of individuals of all genus Miconia spp. tree species established in the understory of an experimental plantation of Eucalyptus and Corymbia species. As most Miconia species are considered pioneers species, the tested hypothesis was that the analyzed species pairs presented individuals with total or partial habitat overlapping. Considering the history of the area, it is possible to assume that all individuals regenerate from the rain and the seed bank. It was established a transect crossing the study area toward its longest length from where it was determined the coordinates of individuals from Miconia genus with DSL (diameter at soil level) greater or equal to 1 cm. Spatial association among individual from different species were analyzed through bivariate Ripley’s K function. It was sampled the following species: Miconia pepericarpa DC., Miconia sellowiana Naudin, Miconia albicans Triana, Miconia argyrophylla DC., Miconia chartacea Triana and Miconia cinnamomifolia (DC.) Naudin. Overall, the results demonstrated the lack of negative spatial association between species pairs, indicating that Miconia spp. individuals share partially or totally the same space in a eucalyptus plantation understory. Although the results cannot be extrapolated to other species, they support the idea that some pioneer species tend to coexist in tropical forests, in areas with high light availability.

Keywords: Ecological niche, Ripley’s K function and Spatial relations.

Referência:

HIGUCHI, P.; SILVA, A.C; VAN DEN BERG, E.; PIFANO, D.S. Associações espaciais entre indivíduos de diferentes espécies de Miconia spp. Ruiz & Pav. (Melastomataceae). Rev. Árvore, vol.35, n.3 , pp. 381-389. 2011