Series de Tiempo: Proyecto sobre Colonias de Abejas
Sebastián Méndez Montealegre
2025-09-28
Introducción
En esta sección se presenta el conjunto de datos save_the_bees, el cual será la base para el análisis de las colonias de abejas 🐝 en Estados Unidos. El objetivo es identificar tendencias 📉, patrones de estacionalidad 🌸 y posibles ciclos 🔄 entre los diferentes estados durante el período comprendido entre 2015 y 2022.
Selección y preparación del conjunto de datos
En este apartado se describe el proceso de importación, limpieza y preparación de los datos para su posterior análisis.
Librerías necesarias
Carga de datos
creacion de columna nueva
Se construye una columna de fecha combinando el año y el trimestre, la cual servirá como índice temporal en el objeto tsibble.
Seleccion de columnas relevantes
Las columnas seleccionadas cumplen los siguientes propósitos:
state: permite agrupar los registros por estado y analizar si las tendencias son homogéneas o varían entre ellos.
state_code: proporciona otra forma de identificación y agrupamiento de los estados.
num_colonies: es la variable principal de interés, que representa el número de colonias de abejas.
year: indica el año de referencia de la observación.
quarter: señala el trimestre en el que se realizó la medición.
fecha : es la variable que vamos a utilizar como indice
lost_colonies : número de colonias que se perdieron en ese trimestre
Filtrado de datos
## [1] 2017 2018 2019 NA 2020 2021En este caso, se selecciona el período comprendido entre 2017 y 2021, equivalente a cinco años. Este rango resulta adecuado para identificar patrones de estacionalidad, ya que ofrece suficiente información temporal sin generar un exceso de ruido en el análisis, adicional se filtra por el estado de california y se quitan los valores nulos.
Visualización general de la serie
En el gráfico se observa un comportamiento estacional en el número de colonias de abejas. Durante el primer trimestre de cada año se registra el punto más alto de colonias, seguido de una disminución paulatina en los trimestres posteriores. Este patrón se repite de manera constante en los diferentes años, lo que evidencia que el primer trimestre suele concentrar el mayor número de colonias antes de que se produzca la caída en los meses siguientes.
Análisis de estacionalidad
## Warning: `gg_season()` was deprecated in feasts 0.4.2.
## ℹ Please use `ggtime::gg_season()` instead.
## This warning is displayed once every 8 hours.
## Call `lifecycle::last_lifecycle_warnings()` to see where this warning was
## generated.
En esta visualización se aprecia con mayor claridad el comportamiento estacional del número de colonias de abejas. El valor máximo se registra de forma sistemática en el primer trimestre (Q1) de cada año, mientras que el mínimo aparece de manera recurrente en el tercer trimestre (Q3). Este patrón se repite consistentemente a lo largo de los años analizados, lo que confirma la presencia de una estacionalidad marcada: las colonias tienden a alcanzar su punto más alto al inicio del año y disminuyen progresivamente hasta llegar a su nivel más bajo en el tercer trimestre, para luego presentar una ligera recuperación hacia el cuarto trimestre (Q4).
Análisis de subseries
datos_estacionalidad |>
gg_subseries(num_colonies, period = "year") +
labs(
title = "Numero de colonias de abejas",
x = "Trimestre",
y = "Numero de colonias"
)## Warning: `gg_subseries()` was deprecated in feasts 0.4.2.
## ℹ Please use `ggtime::gg_subseries()` instead.
## This warning is displayed once every 8 hours.
## Call `lifecycle::last_lifecycle_warnings()` to see where this warning was
## generated.
Este gráfico de subseries muestra la evolución del número de colonias de abejas en California, separada por trimestre (Q1, Q2, Q3 y Q4) a lo largo de los años 2017 a 2021.
los patrones que se logran identificar son:
el pico con mayor cantidad de collonias (Q1): En la mayoría de los años, el número de colonias es más alto en el primer trimestre, alcanzando su punto más elevado en 2020.
descenso entre los siguientes dos trimestres (Q2 y Q3): El número de colonias tiende a disminuir en los trimestres 2 y 3, reflejando posibles pérdidas asociadas al clima, enfermedades o la intensa demanda agrícola para polinización.
una breve recuperacion en el trimestre Q4: Aunque no siempre se observa en todos los años, hay una leve recuperación del número de colonias hacia el cuarto trimestre, probablemente vinculada a procesos de reagrupación o regeneración de colmenas.
Ausencia de datos en algunos periodos: Se evidencian huecos en ciertas subseries, especificamente en eL (Q2) lo que hizo fue colocar como valor na para poder analizar los demas, teniendo en cuenta que nos hace falta una informacion
Agrupamiento y resumen estadístico
resumen_anual <- datos_estacionalidad |>
as_tibble() |>
group_by(year) |>
summarise(
maximo_num_colonias = max(num_colonies, na.rm = TRUE),
.groups = "drop"
)## Warning: There was 1 warning in `summarise()`.
## ℹ In argument: `maximo_num_colonias = max(num_colonies, na.rm = TRUE)`.
## ℹ In group 6: `year = NA`.
## Caused by warning in `max()`:
## ! no non-missing arguments to max; returning -InfGrafico Resumen:
ggplot(resumen_anual, aes(x = year, y = maximo_num_colonias)) +
geom_line() +
geom_point() +
labs(
title = "Tendencia anual de colonias de abejas",
x = "Año",
y = "Maxino anual de colonias"
)## Warning: Removed 1 row containing missing values or values outside the scale range
## (`geom_line()`).## Warning: Removed 1 row containing missing values or values outside the scale range
## (`geom_point()`).
Interpretación de la tendencia anual
El análisis revela que la tendencia en el número de colonias de abejas es negativa en el período estudiado (2017–2021).
El punto más bajo se presenta en 2019, lo cual coincide con reportes nacionales sobre una fuerte pérdida de colonias en Estados Unidos. Cabe destacar que en los datos falta el trimestre Q2 de ese año, pero incluso considerando esta ausencia, la tendencia de 2019 refleja un mínimo histórico.
Posteriormente, se observa un repunte atípico en 2020, con un máximo que podría estar asociado a factores externos o medidas de recuperación temporal.
Finalmente, en 2021 las colonias vuelven a disminuir, reforzando la idea de una tendencia decreciente en el largo plazo.
De acuerdo con el informe de la Bee Informed Partnership, en 2019 se registró una pérdida del 35.6% de colonias melíferas en Estados Unidos, dentro de un fenómeno más amplio de declive que se ha observado de forma consistente en años anteriores y que sigue siendo motivo de preocupación por su impacto en la polinización y la producción agrícola Bee Informed Partnership, 2019 .
Correlaciones
ruta <- "C:/Users/sebas/OneDrive/Desktop/series_tiempo/save_the_bees.csv"
datos <- read.csv(ruta)
colonias <- datos |>
select(num_colonies, lost_colonies, percent_lost,
renovated_colonies, percent_renovated)
ggpairs(colonias)
Relaciones fuertes (sí son relevantes) num_colonies = lost_colonies (0.979)
A más colonias, más pérdidas absolutas. Esto es lógico, pero es una relación muy fuerte y estadísticamente relevante.
num_colonies = renovated_colonies (0.832)
lost_colonies = renovated_colonies (0.780) Donde hay más colonias (y más pérdidas), también se hacen más renovaciones. Esto sugiere que la renovación es una estrategia de respuesta a la pérdida.
causas <- datos |>
select(varroa_mites, other_pests_and_parasites,
diseases, pesticides, other, unknown)
ggpairs(causas)
Relaciones más fuertes
Varroa mites = otros parásitos (0.567) Donde hay más problemas de ácaros Varroa, también suelen reportarse otros parásitos y plagas. Esto muestra que las colonias con un tipo de infestación probablemente enfrentan múltiples amenazas al mismo tiempo.
Varroa mites = pesticidas (0.439) Zonas con más problemas de ácaros también reportan mayor afectación por pesticidas. Puede reflejar que en regiones agrícolas intensivas (uso de pesticidas), las colonias están más expuestas a múltiples riesgos.
Varroa mites = enfermedades (0.329) Donde los ácaros son un problema, también lo son las enfermedades. Tiene sentido, porque los Varroa debilitan a las abejas y las vuelven más vulnerables a infecciones.
Interpretación final
Interpretación global de la serie
A partir de todas las visualizaciones previas, se observa que la población de colonias de abejas en Estados Unidos ha enfrentado una tendencia general a la pérdida, con fluctuaciones en la magnitud de dichas pérdidas a lo largo de los años.
Aspectos clave
Tendencia general:
Existe un descenso progresivo en el número de colonias, acompañado de incrementos constantes en los factores de riesgo como los ácaros Varroa, pesticidas y enfermedades. Esto refleja que, de forma estructural, las abejas están expuestas a un deterioro sostenido.Comportamientos estacionales:
Se identifican patrones relacionados con los trimestres: en ciertos periodos del año (por ejemplo, Q2 y Q3, coincidiendo con primavera y verano) se concentran más pérdidas y renovaciones, probablemente ligadas a la intensidad de la actividad agrícola y al ciclo natural de las colonias, dejando así a Q1 con el pico mas alto de numero de colonias a travez de los años.
.
Conclusión
En conjunto, los datos evidencian un comportamiento estacional. Durante el primer trimestre (Q1) se registra de manera consistente el mayor número de colonias de abejas. En los trimestres siguientes, Q2 y Q3, la cantidad disminuye, mientras que en el cuarto trimestre (Q4) se observa una ligera recuperación. Sin embargo, más allá de estas variaciones dentro del año, la tendencia general es descendente, lo que indica que con el paso de los años el número total de colonias de abejas ha ido reduciéndose de forma sostenida.