Resumen de Análisis multifractal de fluctuación sin tendencia (mf-dfa) en la caracterización de producción de miel en ecosistemas semi-áridos

Sergio Ernesto Medina Cuellar, Deli Nazmín Tirado González, Marcos Portillo Vázquez, Gustavo Tirado Estrada, Carlos Aurelio Medina Flores, José Apolonio Venegas Venegas, Miguel Ramos Parra

• español

  La producción de miel de abeja podría considerarse un indicador de la biodiversidad y la disponibilidad de los servicios del ecosistema. A través de análisis multifractal de fluctuación sin tendencia (MF-DFA) se analizó el comportamiento escalar de producción de miel de abeja y se asoció con las características ambientales de ecosistemas semi-áridos. Se utilizaron registros de datos mensuales de cosechas de miel, variables climáticas y de uso del suelo de 83 colmenas de 1998 a 2012 (base de datos de 14,940 registros), ubicadas en 24 regiones del centro-norte de México, donde el mezquite (Prosopis laevigata) y flores de la familia Asteraceae son las principales fuentes de néctar y polen. Las regiones circundantes a los apiarios fueron clasificadas como semi-cálidas semiáridas, semiáridas o subtropicales húmedas (clasificación de Köppen), con vegetación secundaria (S), agricultura de riego (IA) o agricultura de temporal (RA). Los exponentes Hurst de segmentos de series de tiempo (Hq) de producción de miel mostraron fluctuaciones aleatorias, indicando una estructura multifractal (MF). El truncamiento izquierdo y valores de parámetros de espectros fractales mostraron propiedades autoafines útiles para pronósticos a largo plazo. Las principales variaciones en la producción de miel se atribuyen a cambios en S, y en segundo término a la temperatura mínima (T) y precipitación (P). Se muestra el potencial de MF-DFA para identificar fluctuaciones en la series de tiempo de producción de miel y asociarlas con variables climáticas y de uso del suelo, útiles para diseño y planeación de estrategias a largo plazo para mantener los ecosistemas y aumentar la viabilidad económica de la apicultura.

• português

  A produção de mel de abelha poderia considerar-se um indicador da biodiversidade e da disponibilidade dos serviços do ecossistema. A través de análise multifractal de flutuação sem tendência (MF-DFA) se analisou o comportamento de escala de produção de mel de abelha e se associou com as características ambientais de ecossistemas semiáridos. Utilizaram- -se registros de dados mensais de colheitas de mel, variáveis climáticas e de uso do solo de 83 colmeias entre 1998 e 2012 (base de dados de 14,940 registros), localizadas em 24 regiões do centro-norte do México, onde o mesquite (Prosopis laevigata) e flores da família Asteraceae são as principais fontes de néctar e pólen. As regiões circundantes aos apiários foram classificadas como moderadamente quente semiáridas, semiáridas ou subtropicais úmidas (classificação de Köppen), com vegetação secundária (S), agricultura de irrigação (IA) ou agricultura de sequeiro (RA). Os exponentes Hurst de segmentos de séries de tempo (Hq) de produção de mel mostraram flutuações aleatórias, indicando uma estrutura multifractal (MF).

  O truncamento esquerdo e valores de parâmetros de espectros fractais mostraram propriedades auto-afins úteis para prognósticos de longo prazo. As principais variações na produção de mel se atribuem a mudanças em S, e em segundo lugar a temperatura mínima (T) e precipitação (P). Mostra-se o potencial de MF-DFA para identificar flutuações na série de tempo de produção de mel e associá-las com variáveis climáticas e de uso do solo, úteis para desenho e planejamento de estratégias de longo prazo para manter os ecossistemas e aumentar a viabilidade econômica da apicultura.

• English

  Honey bee production could be considered as a reliable economic indicator of the biodiversity and availability of ecosystem services. The scaling behaviour of honey bee was analysed and associated to the natural ecosystem characteristics by using multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA). Records of honey harvests and climatic conditions were collected monthly from 1998 to 2012 of 83 apiaries (Database=14,940 records) located in 24 different micro-regions (in central-north Mexico) where ‘mesquite’ (Prosopis laevigata) and plants of Asteraceae family are the primarily endemic sources of nectar and pollen. Micro-regions were classified as semi-warm semi-arid, semi-arid, or humid subtropical (Köppen Climate clasification; KC), and according to the agricultural uses of their surrounding areas as secondary vegetation (S), irrigated agriculture (IA) or rainfed agricultura (RA). Hurst exponents of segments (Hq) of honey bee production time series showed small fluctuations but random walk characteristic of multifractal (MF) structure. Left truncation and parameter values of honey bee harvests fractal spectra suggest local fluctuations of large magnitude with self-affine properties which represent long-term correlations useful for long-term predictions. Major variations of honey bee production in semi-arid climates have been produced by S, but it is also affected for the minimum temperature (T) and precipitation (P). MF-DFA allowed to identify fluctuations in honey bee production time series, associating it with climatic and land use variables, useful to make reliable long-term predictions of pollinators’ diversity and honey bee harvests, and to design strategies to maintain ecosystems and increase the economic feasibility of apiculture