Modelos de distribuição de espécies de peixes demersais marinhos da plataforma sul do Brasil: distribuição atual e projeções futuras em cenários de mudanças climáticas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Sandro Klippel
• Orientador(a): Lúbia Vinhas, Silvana Amaral Kampel
• Banca de defesa: Milton Kampel, Roberta Aguiar dos Santos, Antônio Olinto Ávila da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência do Sistema Terrestre
• País: BR
• Resumo em Inglês: Species distribution models (SDM) are tools to obtain habitat suitability maps based on historical species occurrences and environmental variables. In this work, four different techniques were compared: The AquaMaps procedure, maximum entropy algorithm (MAXENT), general additive models (GAM), and Boosted Regression Trees (BRT). AquaMaps and MAXENT were applied using presence-only data whereas GAM and BRT used presence-absence data. Using these techniques, SDMs for 65 marine fishes were developed. Data drawn from 3,167 bottom trawl hauls of scientific surveys carried out on South Brazil Shelf were used in the models. The predictive ability of the models was assessed using the area under receiver operating characteristic curve (AUC) and 10-fold cross-validation. While presence-absence approaches have been found to produce more models with greater predictive ability than presence-only approaches; some presence-only models can perform almost as well. SDMs were used to project the distribution area of marine demersal fishes under different warming scenarios of the Southwestern Atlantic waters. The projected changes under 2$^{o}$C warming include a decrease of 1534\% in suitable habitat for three commercially important marine fish species in Southern Brazil, considering thermal and depth preferences, and a shift to the south of the center of the distribution area that reaches 200 km. The reduction and displacement of distribution areas of those species, which are the main demersal resources exploited by commercial fisheries in the region, may reduce the availability of those species to national fleets with serious economic and social consequences. In addition, SDMs for five endangered elasmobranchs species were developed and compared with the current knowledge about those species. Those models make reasonable predictions using the great spatial and temporal coverage of satellite data. Such performance is particularly useful to restrict fishing grounds, or even to prompt fishers to move to areas with lesser probability of incidental catches.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/08.03.14.11

Modelos de distribuição de espécies (MDE) são ferramentas para a obtenção de mapas de aptidão de habitat com base em ocorrências históricas das espécies e variáveis ambientais. Neste trabalho, quatro técnicas diferentes foram comparadas: O procedimento AquaMaps, o algoritmo de máxima entropia (MAXENT), modelos aditivos generalizados (GAM), e as ${''}$Boosted Regression Trees${''}$ (BRT). AquaMaps e MAXENT foram aplicados utilizando apenas dados de presença enquanto GAM e BRT utilizaram dados de presença-ausência. Usando essas técnicas, foram desenvolvidos MDEs para 65 peixes marinhos. Dados extraídos de 3.167 lances de arrasto de fundo de pesquisas científicas realizadas na plataforma sul do Brasil foram utilizados nos modelos. A capacidade preditiva dos modelos foi avaliada usando a área sob a curva característica de operação do receptor (AUC) e validação cruzada. Embora as abordagens de presença-ausência tenham produzido um número maior de modelos com boa capacidade preditiva do que as técnicas que utilizam apenas dados de presença; alguns modelos que utilizam apenas dados de presença tiveram um desempenho equivalente. MDEs foram usadas para projetar a área de distribuição de peixes demersais marinhos sob diferentes cenários de aquecimento das águas do Atlântico Sudoeste. As mudanças projetadas para 2$^{o}$C de aquecimento incluem uma redução de 15-34\% no habitat adequado para três espécies comercialmente importantes de peixes marinhos na plataforma sul do Brasil, considerando preferências térmicas e de profundidade, e um deslocamento para o sul do centro da área de distribuição que chega a 200 km. A redução e o deslocamento das áreas de distribuição dessas espécies, que são os principais recursos demersais explorados pela pesca comercial na região, pode reduzir a disponibilidade das espécies para as frotas nacionais com graves consequências econômicas e sociais. Além disso, foram desenvolvidos MDEs para cinco espécies de elasmobrânquios ameaçadas, e comparados com o conhecimento atual sobre essas espécies. Esses modelos fizeram previsões razoáveis usando a grande cobertura espacial e temporal de sensoriamento remoto. Tal desempenho é particularmente útil para restringir áreas de pesca, ou mesmo para deslocar os pescadores para áreas com menor probabilidade de capturas acidentais.