Predicting species abundances in a grassland biodiversity experiment: Trade‐offs between model complexity and generality
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Models of natural processes necessarily sacrifice some realism for the sake of tractability. Detailed, parameter‐rich models often provide accurate estimates of system behaviour but can be data‐hungry and difficult to operationalize. Moreover, complexity increases the danger of ‘over‐fitting’, which leads to poor performance when models are applied to novel conditions. This challenge is typically described in terms of a trade‐off between bias and variance (i.e. low accuracy vs. low precision). In studies of ecological communities, this trade‐off often leads to an argument about the level of detail needed to describe interactions among species. Here, we used data from a grassland biodiversity experiment containing nine locally abundant plant species (the Jena ‘dominance experiment’) to parameterize models representing six increasingly complex hypotheses about interactions. For each model, we calculated goodness‐of‐fit across different subsets of the data based on sown species richness levels, and tested how performance changed depending on whether or not the same data were used to parameterize and test the model (i.e. within vs. out‐of‐sample), and whether the range of diversity treatments being predicted fell inside or outside of the range used for parameterization. As expected, goodness‐of‐fit improved as a function of model complexity for all within‐sample tests. In contrast, the best out‐of‐sample performance generally resulted from models of intermediate complexity (i.e. with only two interaction coefficients per species—an intraspecific effect and a single pooled interspecific effect), especially for predictions that fell outside the range of diversity treatments used for parameterization. In accordance with other studies, our results also demonstrate that commonly used selection methods based on AIC of models fitted to the full dataset correspond more closely to within‐sample than out‐of‐sample performance. Synthesis.Our results demonstrate that models which include only general intra and interspecific interaction coefficients can be sufficient for estimating species‐level abundances across a wide range of contexts and may provide better out‐of‐sample performance than do more complex models. These findings serve as a reminder that simpler models may often provide a better trade‐off between bias and variance in ecological systems, particularly when applying models beyond the conditions used to parameterize them.
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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 | 0,010 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».