The potential effects of conservation actions on threatened species can be predicted using ensemble ecosystem models by forecasting populations with and without intervention. These model ensembles commonly assume stable coexistence of species in the absence of available data. However, existing ensemble-generation methods become computationally inefficient as the size of the ecosystem network increases, preventing larger networks from being studied. We present a novel sequential Monte Carlo sampling approach for ensemble generation that is orders of magnitude faster than existing approaches. We demonstrate that the methods produce equivalent parameter inferences, model predictions, and tightly constrained parameter combinations using a novel sensitivity analysis method. For one case study, we demonstrate a speed-up from 108 days to 6 hours, while maintaining equivalent ensembles. Additionally, we demonstrate how to identify the parameter combinations that strongly drive feasibility and stability, drawing ecological insight from the ensembles. Now, for the first time, larger and more realistic networks can be practically simulated and analysed.


翻译:保护行动对受威胁物种的潜在影响可通过集成生态系统模型进行预测,具体方法是在有干预和无干预两种情况下进行种群数量预测。这些模型集成通常假设在缺乏可用数据时物种能够稳定共存。然而,随着生态系统网络规模增大,现有集成生成方法的计算效率逐渐降低,导致无法对更大规模的网络开展研究。我们提出了一种新型序贯蒙特卡洛采样方法用于集成生成,其计算速度比现有方法快数个数量级。通过一种新的敏感性分析方法,我们证明该方法能产生等效的参数推断、模型预测,以及高度约束的参数组合。在某个案例研究中,我们实现了计算时间从108天缩短至6小时的加速效果,同时保持了集成结果的等效性。此外,我们还展示了如何识别强烈驱动可行性与稳定性的参数组合,从而从集成结果中提取生态学见解。至此,更大规模且更符合实际的网络首次得以被实际模拟与分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月6日
VIP会员
最新内容
机器的崛起:美海军陆战队组建机器人营思考
专知会员服务
8+阅读 · 9月8日
无面之战:人工智能如何重绘权力版图
专知会员服务
5+阅读 · 9月8日
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
9+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
相关资讯
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员