IsoWeb: a bayesian isotope mixing model for diet analysis of the whole food web.
IsoWeb: a bayesian isotope mixing model for diet analysis of the whole food web.
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ISOWEB：用于整个食物网饮食分析的贝叶斯同位素混合模型。
DOI：
10.1371/journal.pone.0041057
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Takimoto G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kadoya T;Osada Y;Takimoto G
食物网的定量描述为理解种群、群落和生态系统动态提供了基本信息。最近，稳定同位素混合模型被广泛用于量化不同食物资源对重点消费者的饮食比例。在这里，我们提出了一种新的混合模型(IsoWeb)，该模型基于稳定的同位素信息来估计食物网络中所有消费者的饮食比例。IsoWeb需要食物网络的拓扑描述，以及网络中所有消费者和资源的稳定同位素签名。IsoWeb的一个优点是它考虑了不同消费者-资源链接之间营养丰富系数的差异。使用现实假设的食物网进行的敏感性分析表明，IsoWeb适用于在物种数量、连接性、样本大小和数据可变性方面不同的各种食物网。基于真实拓扑网的敏感性分析表明，IsoWeb可以允许目标食物网中存在一定程度的拓扑不确定性，包括错误地假设错误的链接、遗漏现有的链接和物种以及营养聚集到营养物种。此外，使用一个真实的食物网络的说明性应用程序，我们演示了IsoWeb可以比较不同候选拓扑对于焦点网络的似然性。这些结果表明，IsoWeb为从稳定的同位素数据分析食物网络结构提供了一个强大的工具。我们提供R和BUGS代码来帮助IsoWeb的高效应用。
Quantitative description of food webs provides fundamental information for the understanding of population, community, and ecosystem dynamics. Recently, stable isotope mixing models have been widely used to quantify dietary proportions of different food resources to a focal consumer. Here we propose a novel mixing model (IsoWeb) that estimates diet proportions of all consumers in a food web based on stable isotope information. IsoWeb requires a topological description of a food web, and stable isotope signatures of all consumers and resources in the web. A merit of IsoWeb is that it takes into account variation in trophic enrichment factors among different consumer-resource links. Sensitivity analysis using realistic hypothetical food webs suggests that IsoWeb is applicable to a wide variety of food webs differing in the number of species, connectance, sample size, and data variability. Sensitivity analysis based on real topological webs showed that IsoWeb can allow for a certain level of topological uncertainty in target food webs, including erroneously assuming false links, omission of existent links and species, and trophic aggregation into trophospecies. Moreover, using an illustrative application to a real food web, we demonstrated that IsoWeb can compare the plausibility of different candidate topologies for a focal web. These results suggest that IsoWeb provides a powerful tool to analyze food-web structure from stable isotope data. We provide R and BUGS codes to aid efficient applications of IsoWeb.
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