Detrended correspondence analysis: A useful tool to quantify ecological changes from fossil data sets

Alexander Correa Metrio, Yanus Dechnik, Socorro Lozano García, Margarita Caballero
2014 Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana  
Fossil assemblages reflect the parental communities that produced them, and are in turn associated with specific environmental conditions. Thus, climatic and environmental changes are associated with changes in both the biotic communities and the fossil assemblages they produce. As a consequence, the environmental reconstruction of the past relies on the interpretation of multivariate fossil sequences that are commonly analyzed through dimensional rescaling techniques. Detrended correspondence
more » ... ded correspondence analysis (DCA) has proven as an excellent technique to summarize ecological changes through time with the advantage of few prior assumptions and results that can be directly interpreted in terms of ecological turnover. In this paper we elaborate on a brief description of the technique and the interpretation of results, using a worked example on pollen and diatom data sets from Lago Verde (Los Tuxtlas, Mexico). With this worked example, we highlight the three basic ways in which DCA can provide useful approaches for a clear and relatively easy interpretation of the fossil data: i) identification of the ecological space through the a priori interpretation of species ordination; ii) localization of time slices within the ecological space defined by species, and quantification of the ecological turnover among samples; and iii) calculation of ecological distances as a means for putting individual samples into the historical context provided by the time frame in question. Keywords: Ecological distance, ecological turnover, ecological baseline, pollen, diatoms, detrended correspondence analysis (DCA). Resumen Los arreglos de fósiles coetáneos reflejan las comunidades parentales que los produjeron, las cuales están asociadas a su vez con condiciones ambientales particulares. Por lo tanto, los cambios climáticos y ambientales están inherentemente asociados con cambios en las comunidades bióticas y en los arreglos fósiles que ellas producen. Así, la reconstrucción de los ambientes del pasado se basa en la interpretación de secuencias fósiles multivariadas que son comúnmente analizadas a través de técnicas de reescalamiento multidimensional. Se ha demostrado que el análisis de correspondencia sin tendencia (DCA, por sus siglas en inglés) es una excelente técnica para resumir cambios ecológicos a través del tiempo. La técnica requiere el cumplimiento de pocos supuestos y sus resultados pueden ser intepretados de manera directa en términos de recambio ecológico. En este artículo, se elabora una descripción breve de la técnica y la interpretación de sus resultados, presentando un ejemplo de su aplicación usando datos de polen y diatomeas derivados de una secuencia sedimentaria de Lago Verde (Los Tuxtlas, México). Mediante el uso de este ejemplo, se resaltan los tres mecanismos básicos por los cuales el DCA ayuda de una manera relativamente fácil y clara en la interpretación de las secuencias fósiles: i) la identificación del espacio ecológico a través de una interpretación a priori de la ordenación de las especies; ii) la localización de momentos en el tiempo dentro del espacio ecológico definido por las especies, y la cuantificación de la distancia ecológica entre
doi:10.18268/bsgm2014v66n1a10 fatcat:qfa2dnx3gvd3nfjt7srd5ry7qi