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Marxano

Logotipo de Marxan

MARXAN es una familia de software diseñada para ayudar al diseño sistemático de reservas en la planificación de la conservación . Con el uso de rutinas de optimización estocástica ( Simulated Annealing ), Marxan genera sistemas de reservas espaciales que logran objetivos de representación de la biodiversidad particulares con una optimalidad razonable. A lo largo de los años, Marxan ha crecido desde su aplicación estándar de dos zonas hasta considerar desafíos más complejos como la incorporación de conectividad, probabilidades y zonas múltiples. A lo largo del camino, la comunidad de usuarios de Marxan también ha creado complementos e interfaces para ayudar con los proyectos de planificación.

En términos computacionales, Marxan ofrece soluciones a una versión de conservación del problema de la mochila 0-1 , donde los objetos de interés son sitios de reserva potenciales con atributos biológicos determinados. El algoritmo de recocido simulado intenta minimizar el costo total del sistema de reserva, al tiempo que logra un conjunto de objetivos de conservación (normalmente, que un cierto porcentaje de cada característica geográfica/biológica esté representado por el sistema de reserva).

Historia

Marxan es un acrónimo compuesto que fusiona MARINE y SPE XAN , que a su vez es un acrónimo de SP atially EX plicit AN nealing. Fue un producto de la tesis doctoral de Ian R. Ball, mientras era estudiante en la Universidad de Adelaida en 2000, y fue supervisada y financiada por el Profesor Hugh Possingham , el actual Científico Jefe del estado de Queensland (Australia), quien posee una Beca de la Federación en la Universidad de Queensland . Fue una extensión del programa SPEXAN existente.

En 2018, se puso en marcha la visión de “democratizar Marxan”. A través del programa de Gestión de la Biodiversidad y las Áreas Protegidas (BIOPAMA), financiado por la Unión Europea, el Centro Común de Investigación trabajó en estrecha colaboración con The Nature Conservancy para crear un prototipo de una plataforma Marxan basada en la web que mejora la accesibilidad para los no expertos y respalda nuestra visión común de proporcionar herramientas accesibles para la planificación de la conservación basada en evidencia. Esto condujo a una asociación con Microsoft en 2020, que tiene como objetivo escalar la infraestructura de Marxan para la accesibilidad global y empoderar a los usuarios con las herramientas y los datos que necesitan para tomar decisiones más inteligentes para el planeta. A fines de 2020 y principios de 2021, el equipo Azure Quantum de Microsoft realizó varias contribuciones de código abierto a Marxan que dieron como resultado un mayor rendimiento cuando se ejecuta en máquinas de múltiples núcleos y entornos de nube. La versión 4 resultante de Marxan ahora está disponible en marxansolutions.org.

Aplicaciones

Ejemplo de resultados de Marxan: frecuencia de selección (la solución sumada de cada unidad de planificación en todas las ejecuciones de un análisis de Marxan). Figura 7 de McGowan et al. 2013, [1] una comparación de los resultados de Marxan que priorizan la conservación del hábitat de las aves marinas únicamente (escenario 1) y con la inclusión de actividades humanas (escenario 2), que se muestra mediante la frecuencia de selección de celdas para los objetivos de conservación del 10, 30 y 50 %.

MARXAN es el software de planificación sistemática de reservas más utilizado en el mundo [2] y se ha utilizado para crear la red de reservas marinas en la Gran Barrera de Coral , en Queensland , Australia , la zona marina protegida más grande del mundo. [3] Se ha utilizado para muchas otras aplicaciones de planificación de reservas marinas y terrestres. [4]

Además del diseño de redes de áreas protegidas, MARXAN se ha aplicado a cientos de desafíos de planificación de la conservación, desde el diseño de patrullas óptimas contra la caza furtiva en reservas de caza y la identificación de dónde conservar los servicios ecosistémicos esenciales, hasta la ayuda con la planificación transfronteriza de océanos y la comprensión de dónde se podrían priorizar las colaboraciones transnacionales para alcanzar los objetivos de conservación. Si bien sería casi imposible enumerar todas las aplicaciones de MARXAN, a continuación se presentan algunos ejemplos que van más allá del diseño de redes de áreas protegidas. Para ver ejemplos específicos de software, consulte la sección Software.

MARXAN ha sido ampliamente utilizado por The Nature Conservancy y es una parte importante de las herramientas de planificación sistemática que se utilizan en la Iniciativa Marina Global. El Fondo Mundial para la Naturaleza utilizó MARXAN para definir un conjunto global de áreas marinas protegidas, la Hoja de ruta para la recuperación , que utilizaron para solicitar a la ONU la creación de redes de reservas marinas en alta mar.

El software también se ha utilizado en aplicaciones terrestres, como:

Software

Marxano

Marxan es el software de apoyo a la toma de decisiones más utilizado en la planificación de la conservación a nivel mundial y se ha utilizado para construir sistemas de conservación terrestres y marinos que cubren aproximadamente el 5 % de la superficie de la Tierra. Marxan respalda el diseño de redes rentables que cumplen los objetivos de conservación de la biodiversidad.

Marxan con zonas

Marxan with Zones tiene la misma funcionalidad que Marxan pero amplía la gama de problemas que el software puede resolver y permite la incorporación de múltiples costos y zonas en un marco de planificación sistemático. Las aplicaciones podrían ser la zonificación de áreas marinas protegidas con varios niveles de protección o paisajes que equilibren la agricultura, la protección de la biodiversidad y las zonas forestales sostenibles. Marxan with Zones asigna cada unidad de planificación en una región de estudio a una zona particular para cumplir con una serie de objetivos ecológicos, sociales y económicos a un costo total mínimo. [25] Algunos ejemplos de lugares donde se ha utilizado para informar las decisiones incluyen Raja Ampat, Indonesia, [26] Tun Mustapha Park en Sabah, Malasia, [27] Kalimantan Central, Indonesia, [18] y Borneo indonesio. [28]

Marxan con conectividad

Marxan with Connectivity es una extensión de la familia de software Marxan que permite consideraciones de conectividad más sofisticadas en la planificación espacial. Por ejemplo, los sitios pueden estar conectados a través de procesos como la dispersión de larvas, las migraciones de animales y los flujos genéticos, que son objetivos deseables en los planes de conservación. Marxan with Connectivity se ha aplicado en sistemas de agua dulce, marinos, terrestres y tierra-mar para conservar sitios que pueden estar espacialmente distanciados pero ecológicamente conectados. Algunos ejemplos incluyen la planificación para las tortugas bobas amenazadas (Caretta caretta) en el Mediterráneo, [29] y la contabilidad de la conectividad fluvial en la cuenca del río Guadiana en el suroeste de la península Ibérica. [30] Recientemente se ha puesto en funcionamiento a través de 'Marxan Connect', una nueva herramienta de interfaz gráfica de usuario (GUI) de código abierto y acceso abierto diseñada para ayudar a los planificadores de la conservación con el uso apropiado de datos sobre conectividad ecológica en la planificación de redes de áreas protegidas. [31]

Marxan con probabilidad

Marxan with Probability (MarProb) es Marxan con un término de función objetivo adicional que incorpora la probabilidad de que un sitio sea destruido en algún momento en el futuro. Esta función ayuda a planificar la persistencia en redes de áreas protegidas (ver Game et al. 2008 [32] ). Algunos ejemplos en los que se ha utilizado incluyen la planificación para la conservación de los herptiles ibéricos teniendo en cuenta la incertidumbre en sus distribuciones previstas debido al cambio climático, [33] y teniendo en cuenta la incertidumbre inherente asociada con los mapas de hábitat de arrecifes de coral en la planificación de la conservación, en el área de gestión pesquera del distrito de Kubulau, Fiji. [34]

Herramientas complementarias

Zonas Cogito

Zonae Cogito es un paquete de software disponible gratuitamente que ayuda a gestionar y visualizar proyectos Marxan. [35] La interfaz optimiza y simplifica el desarrollo y la evaluación de escenarios de planificación alternativos, permite la edición directa de archivos de entrada, calibra parámetros y ayuda a los usuarios a acceder fácilmente a archivos de salida importantes para su evaluación.

CLUZ

CLUZ (Conservation Land-Use Zoning software) es un complemento de QGIS que permite a los usuarios diseñar redes de áreas protegidas y otros paisajes terrestres y marinos de conservación. [36] Se puede utilizar para la planificación en pantalla y también actúa como un enlace para el software de planificación de conservación Marxan. Fue desarrollado por Bob Smith y financiado por la Iniciativa Darwin del Gobierno del Reino Unido. [37]

Cajas de herramientas de Marxan

Hay herramientas útiles desarrolladas por Trevor Wiens de Apropos Information Systems disponibles para usuarios de ArcGIS y QGIS. [38]

Priorizar

Priorización sistemática de la conservación en R – El paquete R prioritizr [39] utiliza técnicas de programación lineal entera (ILP) para proporcionar una interfaz flexible para construir y resolver problemas de planificación de la conservación. Admite una amplia gama de objetivos, restricciones y sanciones que se pueden utilizar para personalizar los problemas de planificación de la conservación según las necesidades específicas de un ejercicio de planificación de la conservación. Una vez construidos, los problemas de planificación de la conservación se pueden resolver utilizando una variedad de solucionadores de algoritmos exactos comerciales y de código abierto. A diferencia de los algoritmos utilizados convencionalmente para resolver problemas de conservación, como la heurística o el recocido simulado, se garantiza que los algoritmos exactos utilizados aquí encontrarán soluciones óptimas. Además, los problemas de conservación se pueden construir para optimizar la asignación espacial de diferentes acciones o zonas de gestión, lo que significa que los profesionales de la conservación pueden identificar soluciones que beneficien a múltiples partes interesadas. Finalmente, este paquete tiene la funcionalidad de leer datos de entrada formateados para el programa de planificación de la conservación Marxan y encontrar soluciones mucho más económicas en un período de tiempo mucho más corto que Marxan .

Referencias

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Enlaces externos