Título del proyecto:
Cuantificación de la variación a nivel de paisaje en la estructura, función y composición de los bosques tropicales y su cambio a lo largo del tiempo
Nombre de la mentora:
Helene Muller-Landau, científica sénior
y cargo del co-mentor Joe Wright, científico sénior (también es posible que haya otros co-mentores)
Datos de contacto:
Ubicación de la pasantía:
Isla Barro Colorado, Panamá, y/o Gamboa, Panamá
¿El mentor estará en este lugar? Sí.
Resumen y objetivos del proyecto
Los bosques tropicales varían ampliamente en su estructura, función y composición, variación que está asociada con el clima, los suelos, la geomorfología, la historia del uso de la tierra y el ámbito biogeográfico. La estructura forestal abarca la distribución horizontal y vertical de la vegetación, que depende de la abundancia, la disposición espacial y la morfología de los árboles y lianas (enredaderas leñosas) de diferentes formas y tamaños. La función forestal se refiere a los roles ecológicos de los bosques, incluido el almacenamiento de carbono, la productividad leñosa, la fotosíntesis, la evapotranspiración y el ciclo de nutrientes, entre otros. Por composición forestal, nos referimos a qué especies con qué rasgos y abundancias están presentes en un área; nos centramos especialmente en la composición y diversidad funcional de las plantas leñosas, así como en la composición y diversidad de las especies de plantas leñosas.
Una comprensión mecanicista de esta variación es crucial para predecir con precisión el futuro de los bosques tropicales bajo climas cambiantes, regímenes de perturbación y deposición de nutrientes. La alta diversidad de plantas de los bosques tropicales ofrece el potencial de una alta resiliencia al cambio global antropogénico porque las especies varían ampliamente en sus respuestas a la variación ambiental y las especies más negativamente afectadas invariablemente se volverán menos comunes. Sin embargo, esta misma diversidad presenta un tremendo desafío a nuestra capacidad de entender la función de los bosques tropicales hoy y predecir cómo responderán al cambio global, ya que significa que es fundamental comprender la variación compositiva entre los bosques y la variación funcional entre las especies.
Este proyecto tiene como objetivo mejorar nuestra comprensión de los patrones, causas y consecuencias de la variación a escala del paisaje en la estructura, función y composición de plantas leñosas de los bosques tropicales, y cómo están cambiando (o no) con el tiempo. Los objetivos específicos son los siguientes:
· Contribuir al desarrollo de métodos para cuantificar la estructura, función y composición de los bosques tropicales en grandes áreas utilizando teledetección terrestre, aérea, por drones y por satélite.
· Cuantificar la variación en la estructura, función y composición de los bosques de Panamá con alta resolución espacial y temporal en grandes áreas.
· Investigar cómo la variación espacial en la estructura, función y composición del bosque se relacionan entre sí y con los suelos, el clima, la topografía, la edad de la vegetación y otros factores.
· Evaluar la variación temporal en la estructura, función y composición de los bosques y su relación con los ciclos y tendencias climáticas, el momento y la intensidad de las perturbaciones, las influencias antropogénicas y otros impulsores hipotéticos.
Perseguimos estos objetivos mediante una combinación de trabajo de campo, teledetección, análisis de datos, revisión de literatura y modelado, junto con una gran red de científicos y estudiantes colaboradores. Nuestras contribuciones al desarrollo de métodos incluyen la recopilación de conjuntos de datos de alta calidad adecuados para modelos de entrenamiento, la publicación de protocolos detallados y el desarrollo y publicación de algoritmos. Nuestra recopilación de datos abarca métodos tanto tradicionales como novedosos, con instrumentos y observaciones terrestres, con drones y aéreos. Las parcelas forestales mapeadas en la isla de Barro Colorado y en otras partes del centro de Panamá son un enfoque particular, ya que permiten vincular nuevos datos con conjuntos de datos preexistentes sobre la estructura forestal, la dinámica, la composición de especies de árboles y más. De este modo, estos sitios proporcionan una base para el desarrollo y la calibración de modelos que luego se pueden aplicar a otros sitios para los que hay menos datos disponibles.
Objetivos de la tutoría, incluidos los beneficios para el pasante
El pasante adquirirá experiencia en investigación de campo en bosques tropicales, gestión de datos utilizando R y GitHub, análisis estadísticos y preparación de figuras utilizando el lenguaje de programación R, lectura y discusión de literatura científica en inglés, trabajo en equipo con miembros del laboratorio y colaboradores de diversos orígenes, preparación de presentaciones científicas, preparación de publicaciones de datos y el proceso de publicación académica. Los pasantes que se comprometan por 9 meses o más tendrán la oportunidad de contribuir como coautores a una publicación académica.
Rol del pasante, compromiso de tiempo deseado
Se espera que cada pasante participe en trabajo de campo, gestión de datos, análisis de datos y revisión de literatura. El tiempo exacto asignado a estas y otras tareas será determinado por el pasante y sus mentores para que se ajuste a las habilidades e intereses del pasante y a las necesidades del proyecto en el momento de la pasantía.
Esta pasantía es de tiempo completo, con un compromiso mínimo de 6 meses. Cada pasante recibirá un estipendio de US$1250/mes, así como apoyo para viaje de ida y vuelta a Panamá en el caso de candidatos que no se encuentren ya en el país.
El candidato ideal tiene una licenciatura en un campo relevante, capacidad para realizar trabajo de campo en bosques tropicales en terrenos accidentados, fuertes habilidades organizativas, capacidad para trabajar bien con miembros del equipo de diversos orígenes, fuertes habilidades cuantitativas que incluyan experiencia en programación, fuertes habilidades de comunicación oral y escrita en inglés y buenas habilidades de comunicación en español. Para una consideración completa, envíe por correo electrónico (1) un CV, (2) una transcripción universitaria no oficial (con una explicación del esquema de calificaciones si es de una universidad no estadounidense), (3) una muestra de escritura científica, preferiblemente en inglés, pero puede ser en español (por ejemplo, tesis de pregrado, informe de laboratorio, trabajo de investigación), (4) una muestra de código que haya escrito con comentarios (preferiblemente en R o Python, pero puede ser otro idioma) y (5) una carta de presentación que describa sus calificaciones, interés en el puesto, posibles fechas de inicio e información de contacto de 3 referencias a mullerh@si.edu , además de enviar una solicitud a través de la plataforma SOLAA.
Productos esperados: Se espera que cada pasante contribuya a una o más publicaciones de datos, protocolos o informes. Los pasantes que se comprometan durante 9 meses o más tendrán la oportunidad de contribuir como coautores de una publicación académica.
¿Cuáles son las ocasiones habituales para debates en grupo, asistencia a conferencias, asesoramiento profesional y otras oportunidades educativas y experienciales para sus pasantes?
El pasante participará en reuniones semanales de laboratorio del laboratorio Muller-Landau y tendrá la oportunidad de asistir a seminarios semanales sobre BCI (jueves) y en Tupper (martes), así como a oportunidades de capacitación de STRI y SI (por ejemplo, ofertas periódicas en SIG, programación R, desarrollo profesional). El pasante se reunirá cada 1 o 2 semanas con el mentor principal y también tendrá la oportunidad de interactuar informalmente con otros científicos del personal de STRI, empleados, científicos visitantes, becarios y pasantes.
Lista de publicaciones o lecturas sugeridas relacionadas con este proyecto
Muller-Landau, H. C., K. C. Cushman, E. E. Arroyo, I. Martinez Cano, K. J. Anderson-Teixeira, and B. Backiel. 2021. Patterns and mechanisms of spatial variation in tropical forest productivity, woody residence time, and biomass. New Phytologist, 229: 3065-3087. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/nph.17084
Lee, C. K. F., G. Song, H. C. Muller-Landau, S. Wu, S. J. Wright, K. C. Cushman, R. F. Araujo, S. Bohlman, Y. Zhao, Z. Lin, Z. Sun, P. C. Y. Cheng, M. K.-P. Ng, and J. Wu. 2023. Cost-effective and accurate monitoring of flowering across multiple tropical tree species over two years with a time series of high-resolution drone imagery and deep learning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 201: 92-103. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2023.05.022
Cushman, K. C., M. Detto, M. García, and H. C. Muller-Landau. 2022. Soils and topography control natural disturbance rates and thereby forest structure in a lowland tropical landscape. Ecology Letters 25:1126-1138. https://doi.org/10.1111/ele.13978
Araujo, R. F., S. Grubinger, C. H. S. Celes, R. I. Negrón-Juárez, M. Garcia, J. P. Dandois, and H. C. Muller-Landau. 2021. Strong temporal variation in treefall and branchfall rates in a tropical forest is related to extreme rainfall: results from 5 years of monthly drone data for a 50-ha plot. Biogeosciences 18:6517-6531. https://doi.org/10.5194/bg-18-6517-2021
Park, John Y., H. C. Muller-Landau, J. W. Lichstein, S. W. Rifai, J. P. Dandois, and S. A. Bohlman. 2019. Quantifying leaf phenology of individual trees and species in a tropical forest using unmanned aerial vehicle (UAV) images. Remote Sensing 11:1534. https://doi.org/10.3390/rs11131534
Baldeck, C. A., G. P. Asner, R. E. Martin, C. B. Anderson, D. E. Knapp, J. R. Kellner, and S. J. Wright. 2015. Operational Tree Species Mapping in a Diverse Tropical Forest with Airborne Imaging Spectroscopy. Plos One, 10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0118403
