The spatial sensitivity of the spectral diversity–biodiversity relationship: an experimental test in a prairie grassland
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Remote sensing has been used to detect plant biodiversity in a range of ecosystems based on the varying spectral properties of different species or functional groups. However, the most appropriate spatial resolution necessary to detect diversity remains unclear. At coarse resolution, differences among spectral patterns may be too weak to detect. In contrast, at fine resolution, redundant information may be introduced. To explore the effect of spatial resolution, we studied the scale dependence of spectral diversity in a prairie ecosystem experiment at Cedar Creek Ecosystem Science Reserve, Minnesota, USA . Our study involved a scaling exercise comparing synthetic pixels resampled from high‐resolution images within manipulated diversity treatments. Hyperspectral data were collected using several instruments on both ground and airborne platforms. We used the coefficient of variation ( CV ) of spectral reflectance in space as the indicator of spectral diversity and then compared CV at different scales ranging from 1 mm 2 to 1 m 2 to conventional biodiversity metrics, including species richness, Shannon's index, Simpson's index, phylogenetic species variation, and phylogenetic species evenness. In this study, higher species richness plots generally had higher CV . CV showed higher correlations with Shannon's index and Simpson's index than did species richness alone, indicating evenness contributed to the spectral diversity. Correlations with species richness and Simpson's index were generally higher than with phylogenetic species variation and evenness measured at comparable spatial scales, indicating weaker relationships between spectral diversity and phylogenetic diversity metrics than with species diversity metrics. High resolution imaging spectrometer data (1 mm 2 pixels) showed the highest sensitivity to diversity level. With decreasing spatial resolution, the difference in CV between diversity levels decreased and greatly reduced the optical detectability of biodiversity. The optimal pixel size for distinguishing α diversity in these prairie plots appeared to be around 1 mm to 10 cm, a spatial scale similar to the size of an individual herbaceous plant. These results indicate a strong scale‐dependence of the spectral diversity‐biodiversity relationships, with spectral diversity best able to detect a combination of species richness and evenness, and more weakly detecting phylogenetic diversity. These findings can be used to guide airborne studies of biodiversity and develop more effective large‐scale biodiversity sampling methods.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».