PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE LETRAS Y CIENCIAS HUMANAS PROGRAMA DE GEOGRAFÍA Y MEDIO AMBIENTE Semestre 2015-1 GUÍ A P ARA MODELAMIENTO DE ESPECIES CON MAX ENT . P ARTE I CURSO: BIOGEOGRAFÍA Y MANEJO AMBIENTAL (GEO-245

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE LETRAS Y CIENCIAS HUMANAS PROGRAMA DE GEOGRAFÍA Y MEDIO AMBIENTE Semestre 2015-1

GUÍ A P ARA MODELAMIENTO DE ESPECIES CON MAX ENT . P ARTE I 1 CURSO: BIOGEOGRAFÍA Y MANEJO AMBIENTAL (GEO-245) Por: María Alejandra Cuentas y Martín Timaná de la Flor Sección de Geografía - PUCP

La presente Guía tiene como objetivo familiarizar a los alumnos con el uso del programa MaxEnt, el cual es empleado para el modelamiento de la distribución de especies. Esta primera parte se enfoca principalmente en la descarga de MaxEnt, de los datos climáticos de WorldClim así como la transformación de los datos, tanto climáticos como los de puntos de presencia. Se espera que al final de esta sesión los estudiantes puedan ejecutar un primer análisis de modelamiento. PROCEDIMIENTO 1. DESCARGA DE VARIABLES BIOCLIMÁTICAS

1.1. Crear una carpeta con el nombre MDE 1.2. 1.3. 1.4.

Dentro de dicha carpeta crear una nueva con el nombre de VARIABLES BIO_ACTUALES Ingresar a la página de Worldclim http://www.worldclim.org/ Ir a la opción Download Data

Figura 1

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Como citar este documento: CUENTAS, M.A., M. TIMANÁ (2015). Guía para el modelamiento con MaxEnt. Parte 1. Material del curso Biogeografía y Manejo Ambiental. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.

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1.5. 1.6. 1.7.

Elegir Current conditions (interpolations of observed data, representative of 19502000) Ir a la opción download by tile. Hacer clic en el cuadrante donde está ubicada el área de estudio.

Figura 2 1.8.

Aparecerán disponibles dos formatos para descarga (TIFF y BIL). Puede escogerse cualquiera. Para este caso seleccionaremos el archivo Bioclim en fomato BIL. (Generic format en la pantalla) Adicionalmente se descargará el archivo Altitude en el mismo formato. 1.9. Hacer clic. Empezará a descargar en formato zip. 1.10. Al finalizar la descarga extraerlo y guardarlo en la carpeta creada VARIABLES BIO_ACTUALES. 1.11. Otra forma de descarga es en la misma página de Data for current conditions, ya que puede obtenerse información de todo el mundo en diferentes resoluciones. 2. DESCARGA DEL PROGRAMA MAXENT 2.1. 2.2.

Crear en su carpeta MDE una carpeta nueva con nombre MAXENT. Ir a la página de descarga: https://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/

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Figura 3 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7.

Completar sus datos (nombre, institución, email). Elegir la versión actual (3.3.3 k). Hacer clic en Acept terms and download. En la nueva página elegir la opción de descarga en zip file. Abrir el archivo zip, extraerlo y guardarlo en la carpeta MAXENT que creó.

Figura 4 NOTA: Para que se pueda trabajar con Maxent debe estar instalado el JAVA. Lo pueden descargar por está página: https://www.java.com/es/download/

Figura 5 3. PREPARACIÓN DE ARCHIVOS DE DATOS DE PRESENCIA 3.1.

Crear una nueva carpeta dentro de MDE con el nombre de DATOS_DE_PRESENCIA.

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3.2. 3.3. 3.4.

Todos los puntos de presencia de la especie en estudio deben tener sus coordenadas en grados decimales. Si se tiene un archivo con muchas columnas de información, estas deben ser reducidas a sólo tres obligatorias y en este orden: Especie/Longitud/Latitud. Guardar el nuevo archivo excel con el nombre de la especie.

Ejemplo: Archivo original

Figura 6 Archivo a trabajar: Thibaudia_crenulata.xlsx

Figura 7 3.5. 3.6.

Los datos de presencia en maxent solo se trabajan en formato csv. En Excel, pestaña de Archivo, ir a Guardar como y en tipo elegir el formato csv (delimitado por comas).

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Figura 8 3.7.

Abra el archivo con bloc de notas y verificar que los datos estén separados por comas.

Figura 9 4. VISUALIZACIÓN DE LOS DATOS EN ARCGIS 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7.

En su carpeta MDE crear una nueva con el nombre SHAPES. Descargar de DivaGis los archivos shapes que conforman el área de estudio: http://www.diva-gis.org/gdata Entrar a la opción Free spatial data. Dentro de la sección Country level elegir la opción Country level data. En Country elegir Perú y en Subject elegir Administrative areas. Click en OK y en la nueva página clic en Download. Se descargan los archivos en formato zip. Extraerlos dentro de la carpeta SHAPES.

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4.8. 4.9. 4.10. 4.11. 4.12. 4.13. 4.14. 4.15.

Hacer los mismo para Bolivia. Abrir ArcMap y agregar el shape o shapes del área de estudio. Agregar el archivo excel (xlsx) con los puntos de presencia de su especie. Hacer clic derecho en el archivo y elegir la opción Mostrar datos XY. La proyección debe estar en WGS-1984. Los puntos aparecen georreferenciados en el mapa. Hacer clic derecho en el nuevo archivo EventosHoja1 y elegir Exportar datos. Guardar en formato shapefile en la carpeta SHAPES con el nombre Puntos.

Figura 10 5. PREPARACIÓN DE VARIABLES AMBIENTALES 5.1. Desactivar el shape del área de estudio. 5.2.

Agregar las variables descargadas de Worldclim usando el ícono

Ejemplos:

Figura 11

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Figura 12 5.3. 5.4. 5.5.

Crear una nueva carpeta con el nombre VARIABLES_ASCII Ir a Arctoolbox→Herramientas de conversión→ Desde ráster→ De ráster a ASCII. Use clic derecho y elegir la opción batch y transformar cada una de las variables en formato ASCII.

NOTA: Para transformar los archivos raster a ascii (bil, grid, tiff, etc.) debe tenerse en cuenta que hay dos tipos de formato en las opciones: txt y asc. Se debe elegir el que transforme a formato asc. Ejemplo: F:\MDE\VARIABLES BIO_ACTUALES\VARIABLES_ASCII\BIO1.ASC 6. MODELAMIENTO CON MAXENT 6.1.

Abrir el programa Maxent haciendo clic en archivo en formato Executable JAR

Figura 13

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Se abrirá la siguiente ventana:

Figura 14 6.2. 6.3. 6.4.

En la sección Samples, abrir el archivo CSV que usted creó para su especie. En la sección Environmental layers, abrir todos los archivos ASCII recién convertidos. En Output directory, ubicar la carpeta donde se van a guardar los resultados. Sugiero creen una nueva carpeta con el nombre MAXENT_RESULTADOS dentro de la carpeta MDE.

Figura 15

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6.5.

Ir a la pestaña Settings y verificar que esté activada la opción Remove duplicate presence records y en Replicate run type elegir la opción Crossvalidate.

Figura 16 6.6.

Hacer clic en Run

Figura 17 7. RESULTADOS 7.1. 7.2. 7.3.

Al terminar la ejecución del programa abrir la carpeta MAXENT_RESULTADOS. Aparecerán una lista de resultados. Abrir el archivo html.

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Figura 18 7.4.

Observar algunos gráficos resultantes

Figura 19

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Figura 20

Figura 21

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BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL Anderson, R. P. (2013). A framework for using niche models to estimate impacts of climate change on species distributions. Annals of the New York Academy of Sciences, 1297(1), 8–28. http://doi.org/10.1111/nyas.12264 Araújo, M. B., & Guisan, A. (2006). Five (or so) challenges for species distribution modelling. Journal of Biogeography, 33(10), 1677–1688. http://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2006.01584.x Austin, M. . (2002). Spatial prediction of species distribution: an interface between ecological theory and statistical modelling. Ecological Modelling, 157(2-3), 101–118. http://doi.org/10.1016/S03043800(02)00205-3 Elith, J., & Leathwick, J. R. (2009). Species Distribution Models: Ecological Explanation and Prediction Across Space and Time -Supp. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 40(1), 677–697. http://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.110308.120159 Guisan, A., & Zimmermann, N. (2000). Predictive habitat distribution models in ecology. Ecological Modelling, 135, 147–186. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304380000003549 Peterson, A. T., & Lieberman, B. S. (2012). Species’ Geographic Distributions Through Time: Playing Catchup with Changing Climates. Evolution: Education and Outreach, 5(4), 569–581. http://doi.org/10.1007/s12052-012-0385-2 Phillips, S. (2010). A Brief Tutorial on Maxent. Lessons in Conservation, 3, 107–135. Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schapire, R. E. (2006). Maximum entropy modeling of species geographic distributions. Ecological Modelling, 190(3-4), 231–259. http://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2005.03.026 Ramirez-Villegas, J., Cuesta, F., Devenish, C., Peralvo, M., Jarvis, A., & Arnillas, C. A. (2014). Using species distributions models for designing conservation strategies of Tropical Andean biodiversity under climate change. Journal for Nature Conservation. http://doi.org/10.1016/j.jnc.2014.03.007