The application of statistical modelling on invasive alien species risk assessment: a systematic review

Abstract

Either deliberately or by accident, humans have been introducing exotic species into novel habitats at an alarming rate and the ongoing climate change can synergistically promote this phenomenon, at times. Risk assessment of exotic species is essential to support the prevention of new introductions in the case of species that represent negative impacts on the various components of ecosystems. Over the last 20 years, statistical modelling has been recognized as a useful tool in predicting invasion risks specifically for exotic plants. In this systematic review, the application of statistical models to the risk assessment of alien plant species was analyzed to assess how the application of these tools has evolved over time, as well as to identify the approaches used and finally the current limitations inherent to these studies. The results support that static and spatially explicit machine learning models that predict potential species distribution are the most commonly used techniques, although some pertinent limitations related to these models have also been identified. It has been concluded that a formalization of risk assessment protocols should include the standardized use of species distribution models, and both techniques and approaches should be scientifically proven to maximize accuracy and reduce errors in results.

Quer deliberadamente ou acidentalmente, os seres humanos têm vindo a introduzir espécies exóticas em novos habitats a um ritmo alarmante, sendo que as alterações climáticas que se têm vindo a sentir, por vezes promovem sinergeticamente este fenómeno. A avaliação de risco de espécies exóticas é essencial para apoiar a prevenção de novas introduções no caso de espécies que potencialmente representam algum impacto negativo nos vários componentes dos ecossistemas. Ao longo dos últimos 20 anos, a modelação estatística tem vindo a ser reconhecida como uma ferramenta útil na previsão dos riscos de invasão especificamente no caso de plantas exóticas. Nesta revisão sistemática, analisou-se a aplicação de modelos estatísticos na avaliação do risco de espécies de plantas exóticas, com a finalidade de avaliar como a aplicação destas ferramentas evoluiu ao longo do tempo, bem como identificar as abordagens utilizadas e finalmente as atuais limitações inerentes a estes estudos. Os resultados apoiam que os modelos estáticos e espacialmente explícitos de aprendizagem automática que preveem a distribuição potencial de espécies são as técnicas mais comummente utilizadas, embora algumas limitações pertinentes relacionadas com esses modelos tenham sido também identificadas. Concluiu-se que uma formalização dos protocolos de avaliação de risco deverá incluir de forma estandardizada a utilização de modelos de distribuição de espécies, tanto as técnicas como as abordagens deverão ser cientificamente comprovadas de forma a maximizar a precisão e diminuir os erros dos resultados.