PhytoSFDM: Software Libre para Cuantificar el Tamaño y la Diversidad Funcional de las Comunidades de Fitoplancton Marino

Fuente: Revista Geoscientific Model Development

PhytoSFDM es un software libre usado para estudiar la estructura del tamaño y la diversidad funcional de las comunidades de fitoplancton marino. Este software consta de tres módulos que permiten al usuario calcular las propiedades comunitarias agregadas del fitoplancton en un entorno físico de dimensión 0 en cualquier lugar particular del océano global. La estructura de todas las variantes aplicadas en PhytoSFDM se basa en el conocido modelado de ecosistemas marinos de tipo NPZD (nutrientes, fitoplancton, zooplancton y detritos), donde las ecuaciones diferenciales ordinarias para estos componentes trazan los flujos entre estas variables de estado.

El fitoplancton marino juega un papel prominente en la regulación del clima de la Tierra. Los modelos numéricos son herramientas importantes que nos ayudan a investigar las interacciones entre estos microorganismos y su entorno; por ello software como PhytoSFDM es una excelente opción de un sistema de modelado que puede estudiar eficazmente los patrones de los ecosistemas planctónicos y sus reacciones con un entorno cambiante.

PhytoSFDM funciona bajo la Licencia Pública General GNU versión 2 y fue desarrollado por los científicos alemanes Esteban Acevedo-Trejos, Gunnar Brandt, S. Lan Smith y Agostino Merico de El Centro Leibniz de Ecología Marina Tropical (ZMT) en colaboración con la Agencia Japonesa de Ciencias Marinas y Tecnología (JAMSTEC).

Ventajas

PhytoSFDM se ejecuta en Python y se distribuye como software de código abierto.
PhytoSFDM se implementa en un esquema físico de dimensión cero y se puede aplicar a cualquier lugar del océano global.
PhytoSFDM también proporciona un conjunto de métodos para tratar la diversidad en entornos oceanográficos realistas.
PhytoSFDM posee un sistema de modelos agregados que son más manejables en términos de número de ecuaciones con respecto a los modelos explícitos de especies.
Este sistema de modelado funciona con tiempos computacionales más rápidos que otros.
El uso de PhytoSFDM fomenta investigaciones sobre el impacto de las condiciones ambientales en las propiedades de la estructura y diversidad de la comunidad de fitoplancton.

Funciones

Los tres módulos principales del paquete son: Ejemplo, Modelos de tamaño y Aplicación.

El módulo “Ejemplo” es el punto de entrada del paquete, que calcula y compara las dos estructuras principales del modelo (completas y agregadas) y los cuatro tratamientos de varianza (no persistido, fijo, inmigración y difusión de rasgos) en un lugar de prueba en el Océano Atlántico Norte.

El módulo “Modelos de tamaño” contiene una sola clase con métodos para cuantificar la estructura del tamaño del fitoplancton y su diversidad funcional. También dentro de esta clase se proporcionan métodos para: a) Modificar los parámetros por defecto, b) Resolver simbólicamente las derivadas de la función de aptitud con respecto al rasgo, y c) Transformar logarítmicamente el rasgo medio y la varianza de rasgo.

El último módulo “Aplicación” consiste en una clase con métodos para extraer los datos con promedios espaciales en archivos NetCDF, que se puede visualizar fácilmente usando scipy.io.

PhytoSFDM se puede ejecutar en Python (versión 2.7.x) y es recomendable tener instalado las últimas versiones de pip y setuptools.