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Landscape change and forest dynamics: multi-scale pattern analysis and biodiversity issues
Get PDFThis thesis was conceived as a contribution to the increasingly urgent need to have sound scientific basis and effective tools to understand, monitor and manage the landscape in order to preserve the biological diversity that characterize landscapes. In this work, concepts, theories, methodologies and tested hypothesis, are proper of Landscape Ecology. Landscape Ecology is a young branch of modern ecology that deals with interrelationship between the spatial pattern and ecological processes in a given land mosaic. In particular, this thesis work offers a double contribution: First, it provides new methodologies for the multi-temporal and multi-scale analysis of the landscape and its changes and; second, it applies Landscape Ecology theories and methods to the conservation and the management of landscape biodiversity issues. The thesis work is organized into three sections, which are in turn subdivided into different chapters. The first section attempts to answer the following question: (1) When Are Two Landscapes Significantly Different? Applications in Temperate Forest Landscapes (Chapters 1, 2). The second section focuses on the analysis of forest fragmentation over time in subtropical forests landscapes: Measuring Forest Fragmentation Over Time: Applications Subtropical Forest Landscapes (Chapters 3-5). Finally, the third section deals with some implementations of Landscape Ecology in biological conservation: Applying Landscape Ecology in Biological Conservation (Chapters 6-10).
The first section of the thesis focuses on the development of new methods in order to (i) provide the statistical significance of the observed differences when comparing different landscapes or their changes over time and (ii) analyze the scale dependence of the spatial pattern change. To properly handle the first issue, a new method to test the statistical significance of pattern metric values between two maps was proposed. In particular, the method was based on the use of Neutral Landscape Models (NLMs) able to reproduce a set of real-like (in terms of composition and configuration) simulated landscapes. For each simulated landscape, pattern metrics can be computed and can used to produce null empirical distributions for each metric. These empirical distributions can be used to determine if, the observed differences in terms of pattern metrics are significant for a given confidence interval. The second goal was achieved by extending the NLMs approach into the spatial domain to analyze the scale-dependence of landscape changes. Both methods were demonstrated in temperate forest landscapes.
The second section deals with the analysis of forest fragmentation in subtropical ecosystems. Also in this case new methods to quantify the spatial pattern of forests over time were proposed. First, the analysis of the spatial pattern change by means of sample-based techniques. By randomly sampling forest cover multi-temporal maps it was possible to statistically quantify and distinguish changes in forest cover from changes in the spatial pattern of forest. Second, the process of forest fragmentation was studied according to the “landscape context analysis” that is, each forest location was described by its context, using indices derived from the landscape that surrounds it, across a range of scales (from local to regional).
These methods each have their own set of advantages and limitations, and yet may work in a complementary manner. Moreover, in this work the usefulness of the proposed techniques was demonstrated in different environments such as temperate and subtropical forests. However, they can be easily extended to other landscapes such as urban landscapes and, in this respect, they could be an interesting field of further researches.
The third section presents a series of study cases where landscape ecology was applied to biodiversity conservation. In particular, five works were presented: the first deals with the relationship between landscape structure and biodiversity in temperate forest landscapes. The second focuses on the impact of windfarms on the foraging habitat of two bat species at landscape level. The third was aimed to the study of the habitat selection by terrestrial tortoise in high conservation value protected areas. The fourth work analyzes short-term variations of high vegetation summit to the global warming. Finally, the fifth study case deals with the spatial estimation of forest age structure on the basis of remote sensing images and yield models.
All the presented contributions deal with landscape ecology. Landscape change is known as one of the most important driver of the biodiversity crisis worldwide. In this respect, the present thesis attempted to give an important contribution to the quantification of the landscape spatial pattern and thus to the relationship between spatial pattern and ecological processes (e.g., fragmentation, habitat selection, etc.). Moreover, these findings potentially addressed the urgent need to have useful tools in order to define conservation measures and management plans, which are essential for the protection of natural and semi-natural habitats and their threatened species in a changing world.La presente tesi è stata ideata come contributo al crescente bisogno di avere solide basi scientifiche e strumenti efficaci per la comprensione, il monitoraggio e la gestione del paesaggio mirati alla conservazione della sua biodiversità. I concetti, le teorie, le metodologie e le ipotesi testate nel presente lavoro, poggiano le loro basi scientifiche nella disciplina dell'Ecologia del Paesaggio (Landscape Ecology). L'Ecologia del Paesaggio è una branca relativamente moderna dell'ecologia, che ha come obiettivo lo studio delle interazioni che intercorrono tra il pattern spaziale ed i processi ecologici in un mosaico territoriale.
In particolare, la presenti tesi ha voluto approfondire alcuni aspetti chiave dell’Ecologia del Paesaggio e si è proposta di fornire un doppio contributo: uno nell'ambito delle metodologie per l'analisi multi-temporale e multi-scalare del paesaggio e l'altro nell'ambito dell'applicazione dell'Ecologia del Paesaggio alla conservazione e la gestione della biodiversità. Il presente lavoro di tesi è stato organizzato in tre sezioni a loro volta articolate in capitoli. La prima sezione è stata pensata per dare risposta alla seguente domanda: (I) When Are Two Landscapes Significantly Different? Applications in Temperate Forest Landscapes (Capitoli 1-2). La seconda sezione è focalizzata sull’analisi della frammentazione nel tempo e presenta dei casi studio in paesaggi subtropicali: (II) Measuring Forest Fragmentation Over Time: Applications in Subtropical Forests Landscapes (Capitoli 3-5). La terza sezione è costituita da numerose applicazioni dell’ecologia del paesaggio alla conservazione della natura: (III) Applying Landscape Ecology in Biological Conservation (Capitoli 6-10).
Nelle prime due sezioni sono stati proposti ed implementati nuovi approcci per quantificare ed analizzare il pattern spaziale del paesaggio. In particolare nel primo e secondo capitolo della prima sezione è stato proposto lo sviluppo di metodi in grado di (i) fornire un contesto statisticamente robusto all'interno del quale confrontare il pattern spaziale di due paesaggi diversi oppure dei loro cambiamenti nel tempo e di (ii) analizzare la dipendenza scalare del cambiamento del pattern. Per fornire un contesto statisticamente robusto all'interno del quale confrontare due paesaggi, sono necessarie delle repliche, dalle quali derivare stime, valori medi, intervalli di confidenza. Nel Capitolo 1 è stato proposto di utilizzare modelli neutrali di simulazione del paesaggio. In particolare, tali modelli, hanno permesso di simulare un set di paesaggi i cui pattern spaziali hanno proprietà statistiche in comune (composizione e configurazione) con i paesaggi reali. Una volta simulate un numero sufficiente di repliche, sulle quali calcolare i diversi indici di pattern, è stato possibile ottenere distribuzioni empiriche per ogni indice. Tali distribuzioni sono state utilizzate per confrontare due o più paesaggi e determinare se, le differenze osservate in termini di indici di paesaggio, sono significative ad un determinato livello di confidenza. Nel Capitolo 2 viene adoperato un approccio simile al fine di determinare l'esistenza di scale spaziali significative alle quali emergono determinati processi ecologici. Le metodologie sopra menzionate, sono state utilizzate per la quantificazione del pattern spaziale di paesaggi appenninici (foreste temperate).
La seconda sezione ha riguardato lo studio dei cambiamenti temporali in paesaggi subtropicali. Sono stati proposti nuovi metodi per la quantificazione del fenomeno della frammentazione basati su: un approccio di tipo campionario (Capitoli 3 e 4) e un approccio multi-scala (Capitolo 5). Nello specifico, è stato proposto un metodo per lo studio della frammentazione delle foreste subtropicali che si basa sulla stima della copertura e configurazione spaziale delle foreste attraverso campionamento di cartografie derivate da immagini satellitari. Tramite tale applicazione è stato possibile ottenere una valutazione statistica sul contributo relativo della perdita delle foreste (forest loss) e del cambiamento della loro struttura spaziale (spatial pattern change) nel processo di frammentazione. Nel capitolo 5 il processo di frammentazione è stato quantificato utilizzando la "context analisi multi-scalare". Secondo questo approccio la qualità, la funzionalità e la persistenza degli elementi del paesaggio (p.es., pixel di bosco nel caso di cartografia raster, ecc.) sono fortemente condizionate dalle caratteristiche del mosaico territoriale che li circonda. In altre parole, ogni località classificata come bosco, viene definita sulla base del tipo di frammentazione che caratterizza il paesaggio circostante (p.es copertura e connettività) la quale viene descritta a scale spaziali multiple, da scale locali a regionali.
Le metodologie proposte nella presente ricerca, hanno degli evidenti vantaggi ma anche delle limitazioni e, possono essere utilizzati in maniera complementare per descrivere e confrontare, in un contesto statistico robusto, numerose tipologie di paesaggio. L’utilità delle nuove metodologie è stata testata nello studio di diversi mosaici territoriali caratteristici di ecosistemi temperati e subtropicali. Le metodologie proposte potrebbero essere testate anche in altri paesaggi quali i paesaggi urbani e, in questo contesto, potrebbero aprire un interessante ambito di ricerca per studi futuri.
La terza sezione è stata costruita come una raccolta di casi studio in cui, gli strumenti dell'Ecologia del Paesaggio, vengono applicati allo studio ed alla conservazione di comunità e specie particolarmente minacciate. Nel Capitolo 6 sono stati studiati gli effetti della frammentazione sulla biodiversità di flora vascolare in foreste temperate. In particolare sono state analizzate le relazioni tra il pattern spaziale (dimensione, geometria e grado di isolamento delle macchie di paesaggio) di un habitat forestale tipico dei paesaggi appenninici italiani (Faggeti degli Appennini con Taxus e Ilex – EU cod. 9210*) e le caratteristiche floristiche di tali formazioni. Nel capitolo 7, si è affrontata la problematica della conservazione di specie volatrici (chirotteri) a livello di paesaggio in relazione alla presenza di impianti eolici sul territorio. Per quanto riguarda il Capitolo 8, si è indagato sulla conservazione e la gestione degli habitat di duna costiera tenendo conto delle loro valenze sia in termini di biodiversità floristica che di fauna. Nello specifico sono stati analizzati dati derivati da cartografia digitale degli habitat d’interesse conservazionistico (Direttiva Habitat 92/437CEE) insieme a dati radiotelemetrici di Testudo hermanni come esempio di specie di fauna minacciata (EN IUCN 2014) e caratteristica di questi habitat. Nel capitolo 9, si è analizzata la riposta del paesaggio vegetale di alta quota al riscaldamento climatico globale. In particolare, sono state studiate la trasformazioni della vegetazione sommitale avvenute durante gli ultimi 10 anni sulle vette italiane (Appennino centrale e Alpi Sudorientali - rete Long Term Ecological Research). Infine, nel capitolo 10 è stata proposta e testata una procedura per la cartografia dell’età dei boschi in base a immagini telerilevate e modelli alsometrici.
Nel presente lavoro di dottorato, sono state affrontate numerose problematiche relative all’analisi delle trasformazioni del pattern spaziale nel tempo e alla conservazione della biodiversità di differenti habitat e specie particolarmente minacciate da fattori ambientali ed antropici. Le informazioni e le metodologie fornite dalla presente tesi offrono strumenti adeguati per definire misure di conservazione e piani di gestione capaci di migliorare il destino degli habitat naturali e semi-naturali e delle specie che ospitano.Dottorato di ricerca in Scienze agro-forestali, delle tecnologie agro-industriali e del territorio rurale. I sistemi forestali (XXVII ciclo
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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