Browsing by Author "Marquet, P. A."

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    NetworkExtinction: An R package to simulate extinction propagation and rewiring potential in ecological networks
    (2023) Ávila Thieme, María Isidora; Kusch, Erik; Corcoran, Derek; Castillo, Simón P.; Valdovinos, Fernanda S.; Navarrete C., Sergio; Marquet, P. A.
    Earth's biosphere is undergoing drastic reorganization due to the sixth mass extinction brought on by the Anthropocene. Impacts of local and regional extirpation of species have been demonstrated to propagate through the complex interaction networks they are part of, leading to secondary extinctions and exacerbating biodiversity loss. Contemporary ecological theory has developed several measures to analyse the structure and robustness of ecological networks under biodiversity loss. However, a toolbox for directly simulating and quantifying extinction cascades and creating novel interactions (i.e. rewiring) remains absent. Here, we present NetworkExtinction—a novel R package which we have developed to explore the propagation of species extinction sequences through ecological networks and quantify the effects of rewiring potential in response to primary species extinctions. With NetworkExtinction, we integrate ecological theory and computational simulations to develop functionality with which users may analyse and visualize the structure and robustness of ecological networks. The core functions introduced with NetworkExtinction focus on simulations of sequential primary extinctions and associated secondary extinctions, allowing user-specified secondary extinction thresholds and realization of rewiring potential. With the package NetworkExtinction, users can estimate the robustness of ecological networks after performing species extinction routines based on several algorithms. Moreover, users can compare the number of simulated secondary extinctions against a null model of random extinctions. In-built visualizations enable graphing topological indices calculated by the deletion sequence functions after each simulation step. Finally, the user can estimate the network's degree distribution by fitting different common distributions. Here, we illustrate the use of the package and its outputs by analysing a Chilean coastal marine food web. NetworkExtinction is a compact and easy-to-use R package with which users can quantify changes in ecological network structure in response to different patterns of species loss, thresholds and rewiring potential. Therefore, this package is particularly useful for evaluating ecosystem responses to anthropogenic and environmental perturbations that produce nonrandom and sometimes targeted, species extinctions.
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    Recent trends of forest ecosystems in the Anthropocene at multiple scales: linking carbon balance, water, erosion, and future changes
    (2023) Alaniz Baeza, Alberto José; Marquet, P. A.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    Los ecosistemas de bosques han sido fuertemente afectados por la actividad humana, ya sea de forma directa a través del cambio de uso y cobertura de suelo, así como de forma indirecta mediante el cambio climático. Este tipo de presiones han alterado de manera significativa el funcionamiento de estos ecosistemas a múltiples escalas y en diferentes aristas. El carbono almacenado en estos ecosistemas se pierde por deforestación, mientras que las nuevas condiciones ambientales alteran los flujos y balances a escala del ecosistema. Adicionalmente, estos procesos pueden modificar otro tipo de dinámicas como la captación de aguas en las cuencas o los ciclos de erosión, los cuales usualmente dependen de una combinación de dinámicas hidrometeorológicas y coberturas de suelo. La presente tesis tiene por objetivo analizar las tendencias históricas y recientes de estas dinámicas a múltiples escalas. En primer lugar, se analizó el balance de carbono de los bosques a escala global, mediante la utilización de métodos de percepción remota y modelos interanuales de estimación de cambio en los stocks de carbono. En segundo lugar, se realiza un análisis a escala regional sobre el nivel de vulnerabilidad de las cabeceras de cuenca en Chile centro sur (38.4 a 43.2°S) desde un enfoque multifactorial, integrando degradación de las coberturas vegetales, cambio climático y cambio de cobertura de suelo. En tercer lugar, se generó un análisis a escala de cuenca para el caso del lago Lanalhue ubicado en la región del Bio-bío, en donde se estimaron las tendencias históricas (últimos 100 años) de la erosión, mediante la combinación de análisis sedimentológicos y modelos espacialmente explícitos de erosión. Finalmente, el último capítulo de la presente tesis muestra una perspectiva teórica en cuanto a la estimación de la temporalidad futura del riesgo de colapso de los ecosistemas de acuerdo con el marco de lista roja de ecosistemas amenazados. La presente tesis busca entregar un panorama general y multiescalar de las tendencias, procesos y desencadenantes de cambio en los ecosistemas de bosques con el fin de expandir el conocimiento acerca del impacto humano en la biodiversidad.