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Blga. Sonia Pilar Yufra CruzMSc. Química Ambiental

Cdta. a Dr. Ciencias y Tecnologías Ambientales

El estudio de la biodiversidadCuando en la década de los años 90's ladiversidad biológica comienza a delinearsecomo una temática de estudio que va másallá de su estricto significado ecológico,es decir de su papel en la estructura yfunción de los ecosistemas, cobra forma lainquietud por medir esta diversidad.

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“Pesar, contar y medir, en una palabra,cuantificar, no es solamente una actividadesencial del quehacer científico, las medidasforman parte de la imagen que nos hemosforjado de nuestro entorno más próximo y delUniverso que nos rodea, pero sobre todo,constituyen el lenguaje más comprensiblepara comunicarnos con la sociedad quedemanda respuestas.”

CONCEPTO DE DIVERSIDAD BIOLOGICA Según el texto del Convenio sobre la

Diversidad Biológica (UNEP, 1992) firmado por157 países en junio de 1992 en la Conferencia delas Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente yel Desarrollo celebrada en Río de Janeiro, “pordiversidad biológica se entiende lavariabilidad de organismos vivos decualquier fuente, incluidos, entre otrascosas, los ecosistemas terrestres y marinos yotros ecosistemas acuáticos y los complejosecológicos de los que forman parte; comprendela diversidad dentro de cada especie, entre lasespecies y de los ecosistemas”.

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Clases de Biodiversidad Diversidad genética: referida a la

diversidad de genes entre una especie Diversidad especifica: referida a la

diversidad de especies en una región Diversidad ecosistemica: diversidad de

zonas con diferentes características físicas ybiológicas (ecosistemas)

La mayor parte de los esfuerzos dedicados alestudio de la biodiversidad se han centrado en ladiversidad al nivel de especies, ya que lasespecies son las entidades biológicas quemejor reflejan distintos aspectos de labiodiversidad, tienen un significado intuitivo yfácilmente entendido, sobre las que existen unmayor número de datos y, en general, se detectan ycuantifican con relativa facilidad. A este nivel suele separarse en sus componentes:alfa, beta y gamma

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La diversidad alfa es la diversidad de unacomunidad particular considerada homogénea. La diversidad beta considera la tasa o grado de

cambio en la composición de especies entrediferentes comunidades en un paisaje. Portanto, su medición se basa en proporciones odiferencias. La diversidad gamma representa la

heterogeneidad del conjunto de comunidadesque integran un paisaje, resultante tanto de lasdiversidades alfa como de las diversidades beta.

Algunos Métodos para la Medición de la Diversidad

Existen muchos métodos de análisis paramedir la diversidad. Sin embargo, una formasimplificada, que facilita cuantificar ycomparar la diversidad, involucra lautilización de índices. No hay que perder de vista que uno de los

objetivos principales, es obtener informaciónque sirva como herramienta en la toma dedecisiones.

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¿Cuáles son las principales ventajas de utilizaríndices?.

1) Resumen mucha información en un sólo valornumérico.

2) Al ser “valores”, permiten cuantificar lainformación.

3) Permiten comparaciones entre distintoshábitats, intervalos de un gradiente, sitios,trayectos, parcelas, estaciones, meses, épocasu otras entidades; esto es, si los esfuerzos demuestreo son comparables.

4) Si los datos son suficientes y adecuados,permiten comprobaciones estadísticas,otorgando mayor rigor científico.

Lo que es cierto, es que las estimacioneslogradas son sólo aproximaciones yabstracciones de una realidad compleja.

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ESPECIES

PARCELAS TOTALI II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII

XIV

A 6 7 1 5 3 1 6 2 5 4 7 1 48

B 12 1 2 12 2 2 14 7 2 2 56

C 11 1 2 1 5 1 1 5 17 13 1 58

D 1 1

E 1 1 1 3

F 3 3 2 10 2 15 9 11 3 2 2 62

G 1 1 2

TOTAL 32 9 1 7 7 33 4 4 24 18 47 27 11 6 230

N° sp 4 3 1 4 5 5 2 3 4 4 4 4 3 4 7

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Riqueza Especifica (S) Es el numero total de especies obtenidas en un

muestreo. Número total de especies obtenido por un censo

de la comunidad.

Para la tala anterior S=7

Índice de Margalef Transforma el número de especies por muestra a una

proporción a la cual las especies son añadidas porexpansión de la muestra.

Especies ni

A 48

B 56

C 58

D 1

E 3

F 62

G 2

N° IND (N) 230

N° sp (S) 7

Dmg 1.10

¿Que significa el valor encontrado?:• Que por cada individuo tengo 1.10 especies..• Cuanto mas grande es el numero que corresponde a cada especie la

diversidad es mayor.• Observación : el valor aumenta al aumentar el tamaño de la muestra

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Jackknife de primer orden Se basa en el número de especies que ocurren solamente en una muestra

(L). Es una técnica para reducir el sesgo de los valores estimados, en este casopara reducir la subestimación del verdadero número de especies en unacomunidad con base en el número representado en una muestra.

Esp

PARCELAS

TOTALI II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV

A 6 7 1 5 3 1 6 2 5 4 7 1 48

B 12 1 2 12 2 2 14 7 2 2 56

C 11 1 2 1 5 1 1 5 17 13 1 58

D 1 1

E 1 1 1 3

F 3 3 2 10 2 15 9 11 3 2 2 62

G 1 1 2

TOTAL 32 9 1 7 7 33 4 4 24 18 47 27 11 6 230

N° sp 4 3 1 4 5 5 2 3 4 4 4 4 3 4 7

• Donde :m: numero de muestras

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Modelos Parametricos

Los primeros intentos por describir la estructurade las comunidades en términos de la abundanciaproporcional de cada especie fueron los modelosmatemáticos que describen la relación gráficaentre el valor de importancia de las especies(generalmente en una escala logarítmica) enfunción de un arreglo secuencial por intervalos delas especies de la más a la menos importante

Distribucion geometrica Este modelo se basa en que la especie

dominante se apropia de una proporción k dealgún recurso limitante por derecho deprioridad, la segunda especie más dominantese apropia de la misma proporción k del restodel recurso, y así sucesivamente hasta quetodas las especies se hayan acomodado.

Como la proporción de la abundancia de cadaespecie con la de su predecesor es constante através de la lista secuencial de las especies, laserie aparece como una línea recta si serepresenta gráficamente el logaritmo de laabundancia en relación al arreglo porintervalos de las especies

Si la curva se ajustará al modelo: determinaríaque tenemos una comunidad donde cadaespecie llega a determinado tiempo y dominapor un tiempo y luego sede su espacio a lasiguiente especie.

Estadísticamente, nos muestra una poblaciónque la abundancia de las especies quecomponen la comunidad es ordenada ensecuencia.

Esto es característico de las comunidadessusecionales

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Distribución logarítmica El modelo

corresponde acomunidadespioneras y pequeñas Con muestras

pequeñas conbastantemovimiento pormuerte, migración

Distribución log normal De acuerdo a este modelo,

cuando un gran número defactores determinan el número deindividuos por especie(estandarizado por unatransformación log), la variaciónal azar de estos factores (losprocesos que regulan la ecologíade la comunidad) dará porresultado la distribución normaldel número de individuos porespecie (Magurran, 1988;Krebs,1989).

Si la curva se ajusta a ladistribución, corresponde a unacomunidad especializada endiferentes elementos delhábitat que se subdividenjerárquicamente.

Corresponde a comunidadesgrandes o estable enequilibrio

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¿Cuál es más diverso? Una comunidad sucesional o una comunidad climax

Hay unos patrones regulares en toda sucesión. Primero colonizan el lugar lasespecies oportunistas, de gran facilidad de dispersión y rápida multiplicación;después, poco a poco, van apareciendo especies de crecimiento más lento peromás resistentes y más organizadoras.

Conforme la sucesión va avanzando aumenta la biomasa total yprincipalmente las porciones menos "vivas" (madera de los árboles,caparazones, etc.).

También aumenta, aunque menos, la producción primaria y disminuye larelación entre la producción primaria y la biomasa total (es decir, se retarda latasa de renovación del conjunto del ecosistema).

El trayecto de la energía desde el lugar de producción primaria hasta el finalde las cadenas alimentarias se alarga y se hace más lento y, sobre todo, másconstante y regular. Por ejemplo, aumenta el número de niveles tróficos, o lalongitud de los vasos de transporte en los árboles, etc.

Aumenta la diversidad, originándose una estructura más complicada (redestróficas mayores y más complicadas), y aumentan las relaciones de parasitismo,comensalismo, etc., entre especies.

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Dentro de esta clasificación tenemos losíndices que centran el análisis en el valor deimportancia de cada especie y otros que a masde considerar el numero de especies toma encuenta el numero total de especies de lacomunidad. Índices de dominancia Índice de Simpson

Índices de equidad Índice de Shanon Winner

Índice de Simpson Manifiesta la probabilidad de que dos individuos

tomados al azar de una muestra sean de la mismaespecie.

A B

Alta probabilidadBaja probabilidad

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N° Ind pi pi²A 1940 0.5209 0.27138

B 1207 0.3241 0.10505

C 171 0.0459 0.00211

D 134 0.0360 0.00129

E 97 0.0260 0.00068

F 93 0.0250 0.00062

G 34 0.0091 0.00008

H 22 0.0059 0.00003

I 15 0.0040 0.00002

J 7 0.0019 0.00000

K 4 0.0011 0.00000

Total 3724 1 0.38127826

Dλ = 0.38127826

1-D = 0.61872174 Probabilidad1/D = 2.62275642 Especies

Donde:Pi : abundancia proporcional dela sp i

Asume valores de 0 =baja diversidad y 1 altadiversidad

Indice de Shanon Wiener Expresa la uniformidad de los valores de importancia a

través de todas las especies de la muestra. Mide el grado promedio de incertidumbre en

predecir a que especie pertenecerá un individuoescogido al azar de una colección. Adquiere valores entre cero, cuando hay una sola

especie, y el logaritmo de S, cuando todas las especiesestán representadas por el mismo número deindividuos. Asume que los individuos son seleccionados al azar y

que todas las especies están representadas en lamuestra.

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N° Ind pi ln pi pi * ln pi

A 1940 0.5209 -0.6521 -0.3397

B 1207 0.3241 -1.1267 -0.3652

C 171 0.0459 -3.0809 -0.1415

D 134 0.0360 -3.3247 -0.1196

E 97 0.0260 -3.6478 -0.0950

F 93 0.0250 -3.6900 -0.0921

G 34 0.0091 -4.6962 -0.0429

H 22 0.0059 -5.1315 -0.0303

I 15 0.0040 -5.5145 -0.0222

J 7 0.0019 -6.2766 -0.0118

K 4 0.0011 -6.8363 -0.0073

Total 3724 1 -43.9773 -1.2677

H = 1.2677 (bits per individual)

N1= 2.4078 Especies

Valor máximo 1.94

Donde:Pi : abundancia proporcional de la sp i

Asume valores de 0 = baja diversidady el valor de Ln (S)

N° Ind pi pi² ln pi pi * ln piA 1 0.018 0.000324 -4.0174 -0.0723B 22 0.393 0.154449 -0.934 -0.3671C 21 0.375 0.140625 -0.981 -0.3678D 12 0.214 0.045796 -1.542 -0.330Total 56 1 0.341194 -1.137

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La diversidad beta o diversidad entre hábitats es elgrado de reemplazamiento de especies o cambiobiótico a través de gradientes ambientales(Whittaker, 1972). Adiferencia de las diversidades alfa y gamma que

pueden ser medidas fácilmente en función delnúmero de especies, la medición de la diversidadbeta es de una dimensión diferente porque estábasada en proporciones o diferencias

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Indice de Cody