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Tailoring palaeolimnological diatom-based transfer functions

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Abstract:

This paper presents a method designed to build species-tailored diatom–environment models. Using a pruning algorithm of artificial neural networks, powerful species-tailored models constrained to water temperature, water depth, and dissolved organic carbon were developed from a 109-lake training set from northwestern Canada and Alaska. The reasoning behind the approach is that the implementation of a single, gradient-based, organism–environment relationship should only use species that are comprehensively influenced by the variable of interest. By pruning species according to their relevance to each of the three studied variables, the cross-validated performances of all three models were significantly increased, suggesting that nonrelevant species have corrupting influences and need to be removed. The removal of corrupting species also suggests that palaeolimnological transfer functions based on an appropriate subset of useful species are more independent.

Nous présentons une méthode pour construire des modèles diatomées–environnement basés sur les espèces. À l'aide d'un algorithme d'élagage tiré des réseaux neuraux artificiels, nous avons mis au point des modèles basés sur les espèces avec une contrainte pour la température de l'eau, la profondeur et la concentration de carbone organique dissous à partir d'une série expérimentale de données sur 109 lacs du nord-ouest canadien et de l'Alaska. Le raisonnement qui sous-tend la méthode est que l'établissement d'une relation particulière organisme–environnement basée sur un gradient ne devrait utiliser que des espèces qui sont influencées de façon globale par la variable considérée. Par l'élagage des espèces d'après leur pertinence vis-à-vis chacune des trois variables étudiées, les performances des trois modèles déterminées par validation croisée sont significativement améliorées, ce qui indique que les espèces non pertinentes ont une influence nuisible et doivent être retirées. Le retrait des espèces nuisibles indique aussi que les fonctions de transfert paléolimnologiques basées sur un sous-ensemble approprié d'espèces utiles sont plus indépendantes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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nrc/cjfas/2004/00000061/00000012/art00021
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