百分比覆盖数据的共同物种分布建模：在空间上的独占竞争
摘要：联合物种分布模型（JSDM）是社区生态学中最重要的统计工具之一。它们通常用于推理和各种预测任务，例如构建物种分布图或空间区域的生物量估计。然而，现有的JSDM不能模拟物种之间的相互排斥，而在某些物种群体中，例如沼泽地底层的苔藓中可能会出现这种情况。在建模植物百分比覆盖数据的背景下，我们解决了这个问题，其中相互排斥源自有限的生长空间和光的竞争。我们提出了一个层次化JSDM，其中多变量潜在高斯变量模型描述了物种的生态位偏好，而Dirichlet-Multinomial分布模型描述了观测过程和物种之间的排斥竞争。我们使用稳定和非稳定的多元高斯过程来建模残差现象。我们还提出了一种决策理论模型比较和验证方法，以评估JSDM在四种不同类型的预测任务中的性能。我们将我们的模型和方法应用于一个关于模拟北方沼泽地植被覆盖的案例研究。我们的结果表明，忽略种间相互作用和空间竞争会显著降低模型的预测性能，并导致单个物种和所有物种组合的总百分比覆盖估计存在偏差。模型相对预测性能还取决于模型比较方法，强调模型比较和评估应该与真实的预测任务相似。我们的结果还表明，所提出的联合物种分布模型可以用于同时推断物种间的生态位相关性以及相互独占的空间竞争，并通过这种方式为生态研究提供新的见解。
作者：Juho Kettunen, Lauri Meht"atalo, Eeva-Stiina Tuittila, Aino Korrensalo, Jarno Vanhatalo
论文ID：2111.02460
分类：Applications
分类简称：stat.AP
提交时间：2023-03-06