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Keywords:

  • african mahogany;
  • automatic features;
  • potential suitability;
  • target features

Abstract

The various human-induced threats imposed on nature have recently triggered the study of species' distributions. We developed potential suitability models using two algorithms for a threatened African mahogany, Entandrophragma angolense, in three East African countries; Kenya, Tanzania and Uganda. The effect of features selection and modelling algorithm selection on potential suitability predictions was explored. Occurrence records and high-resolution environmental data were used. The two species distribution modelling techniques were genetic algorithm rule for prediction; and maximum entropy modelling. With Maxent, the area under the receiver characteristic operating curve (AUC) for potential distribution models tested on independent data ranged from 0.942 to 0.972 when using automatic features and from 0.974 to 0.666 with target or specific features. With GARP, AUC for potential distribution models ranged from 0.591 to 0.736 with all rule types and from 0.388 to 0.805 for specific rule types (Tables 1 and 2). The area under the E. angolense potential suitability was best predicted by soil, rainfall and aspect using GARP. Potential suitability increased with increasing aspect and decreased with increasing slope. Low rainfall and elevation increased potential suitability, while high levels of either variable decreased potential suitability. Potential suitability maps for vulnerable species require using a multi-algorithm, fine scale data approach and incorporation of environmental variables like soil, slope, land use and elevation. Species distribution models can offer insight on the distribution requirements of vulnerable species and help guide the development of management plans. Results of this study suggest that E. angolense management plans should promote the protection of terrestrial forests surrounding water bodies including Mabira forest in Uganda.

Résumé

Les diverses menaces que l'homme fait peser sur la nature ont récemment déclenché des recherches sur la distribution des espèces. Nous avons développé des modèles d'adéquation potentielle en utilisant deux algorithmes pour un acajou africain menacé, Entandrophragma angolense, dans trois pays d'Afrique de l'Est, le Kenya, la Tanzanie et l'Ouganda. Nous avons exploré l'effet de la sélection des caractéristiques et de l'algorithme de modélisation sur les prévisions d'éventuelles adéquations. Nous avons utilisé des rapports d'occurrence et des données environnementales à haute résolution. Les deux techniques de modélisation de la distribution de l'espèce étaient l'algorithme génétique pour découvrir des règles de prédiction et une modélisation du maximum d'entropie. Avec Maxent, la zone sous la courbe de caractéristiques de fonctionnement du récepteur (ROC) pour des modèles de distribution potentielle testés sur des données indépendantes allait de 0,942 to 0,972 en utilisant des caractéristiques automatiques et de 0,974 to 0,666 en cas de caractéristiques ciblées ou spécifiques. Avec GARP, la ROC pour des modèles de distribution potentielle allait de 0,591 à 0,736 avec tous les types de règles et de 0,388 to 0,805 pour des règles spécifiques (Tableau 2). La zone sous l'adéquation potentielle d'E. angolense était mieux prédite par le sol, les chutes de pluie et l'aspect avec GARP. La pertinence potentielle augmentait avec un aspect en croissance et diminuait avec une pente accrue. De faibles chutes de pluie et une élévation réduite augmentaient la pertinence potentielle alors qu'un niveau élevé de l'une ou l'autre variable réduisait cette pertinence potentielle. La cartographie de la pertinence potentielle pour des espèces vulnérables exige d'utiliser un algorithme multiple, une approche fine des données et l'intégration de variables environnementales comme le sol, la pente, l'utilisation des terres et l'altitude. Les modèles de distribution des espèces peuvent donner un aperçu des exigences des espèces vulnérables en matière de distribution et aider à orienter le développement de plans de gestion. Les résultats de cette étude suggèrent que les plans de gestion d'E. angolense devraient encourager la protection des forêts terrestres qui entourent les plans d'eau, notamment la forêt de Mabira, en Ouganda.