Métodos para estimar la biodiversidad

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Métodos para estimar la
biodiversidad
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Estructura de las 3 siguientes clases
• 1era clase: ¿cómo medir la biodiversidad?
• 2da
clase:
Introducción
al
análisis
multivariante como forma alternativa de
analizar relaciones de biodiversidad en
comunidades biológicas
• 3era clase: Prácticas con PCs (software Primer,
disponible en la biblioteca BASS)
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¿Por qué medir la biodiversidad?
• Comparabilidad
– Entre estudios
– Entre sitios
– Entre investigadores
– Toma de decisiones en gestión ambiental. Por
ejemplo, qué zona protejo, dónde declaro una
reserva marina, etc…
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Descriptores específicos de la biodiversidad
• (1) “Riqueza de especies”: el número de
especies presentes (en una región concreta,
en un listado, en un hábitat, en un sitio). Es
por tanto, un nº entero. Se denomina: “S”
• Un ejemplo BIOTA-Canarias:
www.gobcan.es/cmayot/medioambiente/me
dionatural/biodiversidad/especies/bancodat
os/
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• (2) “Diversidad de especies” (muchas veces
como: H’): el número de especies presentes
en relación a la abundancia de cada especie.
Es decir, incorpora 2 atributos: riqueza de
especies y las proporciones de abundancia de
las especies. Un número, proporcional no sólo
a la riqueza de spp. sino tb a la “equidad” de
las spp.
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• Generalmente usamos la ecuación:
-H’ = -S pi ln pi
• pi = proporción de individuos de la especie iésima; pi= ni / N; N = nº total de individuos
- Comunidad con sólo una especie (Pi = 1.0); H’ = 0
- H’ = Índice de Shannon-Wiever, varía generalmente
entre 1.5 and 3.5, raramente > 4.5
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Ojo…
• Hay toda una amplia amalgama de
índices…difieren en su cálculo matemático,
dando más énfasis a la “riqueza” o a la
“proporcionalidad” o “equidad” (proporciones
entre las abundancias de las especies). Por
simplicidad, vamos a centrarnos en el índice
de S-W
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• (3) “Equitatibilidad” o “Equitatividad” (E o J’):
medida de abundancia relativa entre diferentes
especies (proporciones entre especies). Es también,
un nº:
• Máxima cuando todas las especies son igualmente
abundantes, mínima cuando una(s) especie(s) es/son
muy abundante y las demás son raras (poco
abundantes).
• Me las ingenio para crear un algoritmo (un número)
q cumpla estas propiedades; …muy fácil: E=
H’/H’max, donde H’max considera que las
proporciones entre todas las especies son de 1 a 1.
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Equitatibilidad = ratio, cociente entre la diversidad de
una comunidad referida a la diversidad máxima posible
E= H’/H’max = [-∑pi x log(pi)]/ log(S)
0<E<1
• E tiende a 1 = comunidad balanceada en la
abundancia de las especies. Nadie domina en
abundancia
• E tiende a 0 = comunidad dominadas en abundancia
por una o pocas especies
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Un ejemplo…
Comunidad A
Abundancia
Comunidad B
Abundancia
Achillea millefolia
1
1
Arrhenatherium elatius
6
2
Calluna vulgaris
95
1
Deschampsia flexuosa
5
2
Festuca rubra
10
3
Heracleum sphondylium
1
2
Trifolium repenas
1
1
Vicia sativa
1
1
¿Qué comunidad es más diversa, mas “equitativa”?
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En el mundo real tenemos un
problema…
• Comparabilidad
– Entre
estudios,
entre
sitios,
entre
investigadores…por que usamos distinto
esfuerzo (p.e. nº de réplicas de distintos
estudios)…veamos un ejemplo…
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Distinto esfuerzo de muestreo entre
estudios…
Solución: representar riqueza de especies vs.
esfuerzo, p.e. nº de muestras, área muestreada,
tiempo, nº de ind, etc.
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En la práctica…rarefracción: algoritmo matemático que
nos permite predecir la riqueza esperada de spp. en
función del esfuerzo (muestras o individuos)
Gotelli NJ, Colwell RK (2001) Quantifying biodiversity: procedures and pitfalls in the
measurement and comparison of species richness. Ecol Lett 4: 379-391.
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• La rarefracción nos permite
descriptores de la biodiversidad:
calcular
dos
• Densidad de especies: nº de especies para un valor
de esfuerzo determinado (área, nº de réplicas)
• Riqueza de especies: nº de especies por nº de
individuos, p.e. nº de especies por cada 1000
individuos (nueva definición, respecto a la dada
anteriormente).
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Para ello podemos tener: rarefracción
para muestras o individuos
Nº esperado de especies frente al nº de
muestras o área = cálculo de la densidad
de especies
Nº esperado de especies frente al nº de
ind = cálculo de la riqueza de especies
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Un ejemplo práctico…lo
interpretamos
Comparamos la macrofauna a 3 distancia de
la boca de un emisario: 0, 15 y 30 m; la
densidad de spp. es mayor a 15 y 30m que a
0m. Sin embargo, la riqueza de especies es
mayor a 0m que a 15 y 30m. ¿Por qué?
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