Acoustic seascape partitioning through functional data analysis

Autor: Alejandro Ariza, Anne Lebourges‐Dhaussy, David Nerini, Etienne Pauthenet, Gildas Roudaut, Ramilla Assunção, Everton Tosetto, Arnaud Bertrand
Přispěvatelé: MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidade Federal de Pernambuco [Recife] (UFPE), International Joint Laboratory TAPIOCA (www.tapioca.ird.fr), European Project: 817578,TRIATLAS(2019), European Project: 734271,PADDLE
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Journal of Biogeography (0305-0270) (Wiley) In Press
Journal of Biogeography
Journal of Biogeography, 2022, ⟨10.1111/jbi.14534⟩
ISSN: 0305-0270
1365-2699
DOI: 10.1111/jbi.14534⟩
Popis: Aim Water column acoustic backscatter is regularly registered during oceanographic surveys, providing valuable information on the composition and distribution of pelagic life in the ocean. We propose an objective approach based on functional data analysis to classify these acoustic seascapes into biogeographical regions. Location Tropical South Atlantic Ocean off northeastern Brazil. Taxon Sound-scattering pelagic fauna detected with acoustic echosounders, principally small fish, crustaceans, squid and diverse gelatinous life-forms. Methods We use acoustic backscatter as a function of depth, simultaneously at three frequencies, to numerically describe the vertical distribution and composition of sound-scattering organisms in the water column. This information is used to classify the acoustic seascape through functional principal component analysis. The analysis routine is tested and illustrated with data collected at 38, 70 and 120 kHz in waters affected by contrasting environmental conditions. Results Acoustic seascape partitioning mirrored the distribution of current systems, fronts and taxonomically based regionalization. The study area was divided between slope-boundary and open-ocean waters, and between spring and fall hydrological regimes. Main Conclusions The acoustic seascape consistency and the spatiotemporal coherence of the regions classified show that the method is efficient at identifying homogeneous and cohesive sound-scattering communities. Comparisons against hydrological and biological regionalization prove that the method is reliable at delineating distinct pelagic ecosystems in a cost-efficient and non-intrusive way.
Databáze: OpenAIRE
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