Ecological forecasts reveal limitations of common model selection methods: predicting changes in beaver colony densities
Notice bibliographique
Résumé
Over the past two decades, there have been numerous calls to make ecology a more predictive science through direct empirical assessments of ecological models and predictions. While the widespread use of model selection using information criteria has pushed ecology toward placing a higher emphasis on prediction, few attempts have been made to validate the ability of information criteria to correctly identify the most parsimonious model with the greatest predictive accuracy. Here, we used an ecological forecasting framework to test the ability of information criteria to accurately predict the relative contribution of density dependence and density-independent factors (forage availability, harvest, weather, wolf [Canis lupus] density) on inter-annual fluctuations in beaver (Castor canadensis) colony densities. We modeled changes in colony densities using a discrete-time Gompertz model, and assessed the performance of four models using information criteria values: density-independent models with (1) and without (2) environmental covariates; and density-dependent models with (3) and without (4) environmental covariates. We then evaluated the forecasting accuracy of each model by withholding the final one-third of observations from each population and compared observed vs. predicted densities. Information criteria and our forecasting accuracy metrics both provided strong evidence of compensatory density dependence in the annual dynamics of beaver colony densities. However, despite strong within-sample performance by the most complex model (density-dependent with covariates) as determined using information criteria, hindcasts of colony densities revealed that the much simpler density-dependent model without covariates performed nearly as well predicting out-of-sample colony densities. The hindcast results indicated that the complex model over-fit our data, suggesting that parameters identified by information criteria as important predictor variables are only marginally valuable for predicting landscape-scale beaver colony dynamics. Our study demonstrates the importance of evaluating ecological models and predictions with long-term data and revealed how a known limitation of information criteria (over-fitting of complex models) can affect our interpretation of ecological dynamics. While incorporating knowledge of the factors that influence animal population dynamics can improve population forecasts, we suggest that comparing forecast performance metrics can likewise improve our knowledge of the factors driving population dynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».