Ecologia de comunidades

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS

PROGRAMA DE BIOLOGÍA

MANUAL DE PRÁCTICAS

ECOLOGÍA DE COMUNIDADES

2

MANUAL DE PRÁCTICAS DE ECOLOGIA DE COMUNIDADES

COMPILADORES: D. Ph. MIROSLAVA QUIÑONEZ MARTINEZ

Principal: D. Ph. Miroslava Quiñonez Martinez

Colaboradores: M. en C. Gabriela Mendoza Carreón

Revisado por:

Ciudad Juárez, Chihuahua

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

2009

p. 136

3

M. en C. Emilio Clarke Crespo

Coordinador de la Academia de Biología

D. Ph. Antonio de la Mora Covarrubias

Coordinador del Programa de Biología

Dr. Alejandro Martínez Martínez

Jefe del Departamento de Ciencias Químico-Biológicas

M.C. Hugo Staines Orozco

Director del Instituto de Ciencias Biomédicas

Aprobados por la Academia de Biología, 2011

i

INDICE

PRESENTACIÓN................................................................................................ 1

PRÁCTICA 1. CARACTERIZACIÓN DE COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS... 2

PRÁCTICA 2. DELIMITACION DE COMUNIDADES.......................................... 8

PRACTICA 3. FACTORES ABIÓTICOS EN EL AGUA..................................... 13

PRACTICA 4. DESCRIPCIÓN FISONÓMICA DE LA VEGETACIÓN MEDIANTE

EL MÉTODO DE DANSERAU .......................................................................... 19

PRACTICA 5. DESCRIPCIÓN CUANTITATIVA DE UNA COMUNIDAD A

TRAVES DEL ANÁLISIS DE VEGETACIÓN: EL CUADRANTE Y EL

TRANSECTO COMO TECNICAS DE MUESTREO.......................................... 30

PRACTICA 6. AREA MÍNIMA Y EFICIENCIA DEL MUESTREO PARA

COMUNIDADES VEGETALES. ........................................................................ 40

PRACTICA 7. DIVERSIDAD ALFA: INDICES DE RIQUEZA ESPECÍFICA...... 51

PRACTICA 8 FUNCIONES DE ACUMULACION ............................................. 56

PRACTICA 9. METODOS NO PARAMETRICOS PARA MEDIR DIVERSIDAD61

PRACTICA 10. ESTRUCTURA DE UNA COMUNIDAD: MODELO DE VARA

QUEBRADA...................................................................................................... 66

PRACTICA 11. ESTRUCTURA DE UNA COMUNIDAD: METODOS NO

PARAMETRICOS ............................................................................................. 71

PRACTICA 12. ABUNDANCIA PROPORCIONAL:INDICES DE DOMINANCIA

.......................................................................................................................... 76

PRACTICA 13. ABUNDANCIA PROPORCIONAL: INDICES DE EQUIDAD .... 86

PRACTICA 14. ABUNDANCIA PROPORCIONAL: COMPARACION DE

INDICES DE EQUIDAD .................................................................................... 93

ii

PRACTICA 15. SIMILITUD ENTRE COMUNIDADES: INDICES CUALITATIVOS

........................................................................................................................ 100

PRACTICA 16. SIMILITUD ENTRE COMUNIDADES: INDICES

CUANTITATIVOS ........................................................................................... 107

PRACTICA 17. INDICES DE REEMPLAZO DE ESPECIES........................... 113

PRACTICA 18. SUCESION ............................................................................ 120

PRACTICA 19. COMPLEMENTARIEDAD...................................................... 125

PRACTICA 20. DIVERSIDAD GAMMA........................................................... 128

ANEXOS ......................................................................................................... 136

1

PRESENTACIÓN

2

PRÁCTICA 1. CARACTERIZACIÓN DE COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS

Introducción

Cuando en un ecosistema se establecen las interacciones entre las

especies de organismos que lo constituyen se entablan relaciones de

alimentación entre los diferentes niveles tróficos, es decir, entre los diferentes

niveles alimenticios. En el primer nivel encontraríamos a los productores ó

autótrofos, responsables de la producción de alimentos a partir de CO2, agua y

sales minerales. En el segundo nivel encontramos a los consumidores primarios

o herbívoros quienes se alimentan directamente de las partes verdes de los

vegetales, semillas tallos, etc. En el tercer nivel están los carnívoros o

consumidores secundarios y existen también los consumidores terciarios, que se

alimentan de los carnívoros o algunas de sus partes. Se presentan los

desintegradores o reductores actúan sobre los organismos antes mencionados,

liberando sales minerales a partir del proceso de mineralización de la materia

orgánica.

Una comunidad es un grupo de poblaciones que interaccionan

localmente. Los tres tipos principales de interacción entre ellas son la

competencia, depredación y simbiosis.

Cuanto más parecidos son los organismos, más intensa es la

competencia entre ellos. Un nicho ecológico es algo similar a la profesión que

desempeña un organismo en el ecosistema, así que según la forma en que una

especie utiliza los recursos se dice que ocupa un nicho ecológico específico en

él

Objetivos

• Observar, conocer y caracterizar los diferentes tipos de comunidades

presentes en un ecosistema

3

Materiales

• Bitácora de campo.

• Cámara fotográfica

Procedimiento

1. Realice un recorrido por el área de estudio seleccionado y determine en

base a la flora y fauna observada, qué tipo de comunidades se

desarrollan y que factores ambientales la propician

.

2. Observe y describa las especies más dominantes y menos dominantes,

tanto vegetales como animales y qué tipo de relación o interacción

presentan.

3. De acuerdo a las especies observadas, describa cual es su nicho

ecológico y en base a esto cual sería su nivel trófico.

4. En base a la observación cualitativa, mencione si existe alguna especie

que esté en peligro de extinción o bien que sea susceptible de

aprovechamiento.

Bibliografía

Smith R.L. y T.M. Smith, 2001. ECOLOGÍA. 4º. Edición. Pearson Educación,

S.A. Madrid, España.

Resultados

Tipo de comunidad:________________________________________

Descripción del área de estudio:_____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4

ESPECIES VEGETALES DE MAYOR A MENOR DOMINANCIA

ESPECIE NICHO NIVEL TROFICO

INTERACCIONES

5

ESPECIES ANIMALES DE MAYOR A MENOR DOMINANCIA

ESPECIE NICHO NIVEL TROFICO

INTERACCIONES

6

Cuestionario

1. Que características debe tener una especie para ser considerada

dominante?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Cuál es la importancia de las especies dominantes en la descripción de

una comunidad o un ecosistema?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3. Cuál es la importancia de las relaciones interespecificas y los niveles

tróficos en la descripción de una comunidad?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

7

4. Como describes el nicho ecológico de una especie de manera cualitativa

y como lo haces de manera cuantitativa?

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Conclusiones

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Bibliografía consultada

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PRÁCTICA 2. DELIMITACION DE COMUNIDADES

Introducción

La comunidad es un nivel de organización natural que incluye a todas las

poblaciones de un área dada y en un tiempo dado. Una comunidad, junto con

su medio ambiente abiótico, funcionan como un sistema ecológico o

ecosistema. Las comunidades son unidades relativamente independientes,

compuestas por seres vivos como plantas, animales y hongos, que viven

juntos y son interdependientes, cada miembro con su nicho ecológico

particular, que van desde productores, consumidores y descomponedores que

se organizan en complicadas redes tróficas. Las comunidades presentan

diversos tipos de especialización, distribución y estabilidad, y todas estas

variables son más detalladas por diversos estudios. Las mayores

comunidades terrestres y acuáticas presentan estratificación de acuerdo al

lugar del biotipo en el que viven o su posición en la cadena o nivel trófico. Por

lo general estas comunidades son relativamente independientes de otras,

necesitando solo la energía solar para mantenerse.

Una comunidad puede ser definida a cualquier nivel taxonómico o

funcional y escala geográfica, pudiendo hablar de una comunidad de

microorganismos del intestino de un herbívoro, los mamíferos marinos del

océano atlántico o los arácnidos de la zona médanos – matorral de

Samalayuca.

En una escala geográfica mayor, el factor que determina un tipo de

comunidad es el clima, pero en menor escala es difícil encontrar los factores

que explican los agrupamientos de especies, por lo que se realizan estudios

para conocer la composición y estructura de una comunidad, entendiéndola

como el conjunto de relaciones entre las diferentes especies y con su medio.

9

Objetivos

• Conocer el cómo delimitar una comunidad de acuerdo a los objetivos que

se determinan a un estudio especifico.

Materiales

• Libreta de campo

Procedimiento

1. Realiza un recorrido para observar las zonas de la Sierra de Juarez, la

zona riparia del Rio Bravo y la zona urbana de la ciudad.

2. Define 3 escalas geográficas en las que puedes dividir las comunidades

que observes.

3. En cada escala geográfica definida determina las comunidades que

puedes estudiar.

4. Para cada comunidad define los objetivos y justificación por la que

estudiarías esas comunidades.

Bibliografía

Smith R.L. y T.M. Smith, 2001. ECOLOGÍA. 4º. Edición. Pearson Educación,

S.A. Madrid, España.

Audesirk T. y G. Audesirk. 1997. Biología 3: Ecología. 4º. Edición. Prentice

Hall. México.

Resultados

Delimitacion de comunidades

ESCALAS →

↓

COMUNIDADES

10

1.

2.

3.

4.

Determinacion de los objetivos de estudio de comunidades

COMUNIDAD OBJETIVO DE ESTUDIO

JUSTIFICACION

1.

2.

3.

4.

11

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Cuestionario

1. Cuáles son los factores principales que se utilizan para delimitar una

comunidad para un estudio?

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

12

2. Para realizar un estudio que reglas se siguen para delimitar la

comunidad?

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______________________________________________________________

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Conclusiones

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PRACTICA 3. FACTORES ABIÓTICOS EN EL AGUA

Introducción

El agua es una de las sustancias necesarias para el sostenimiento de la

vida, y desde hace mucho tiempo se sabe que la contaminación de ésta es la

fuente de muchas enfermedades humanas. No fue hasta hace unos 150 años

que se comprobó definitivamente que la transmisión de algunas enfermedades

es a través del agua. Durante muchos años, la consideración más importante fue

la creación de suministros de agua adecuados, higiénicos y seguros. Sin

embargo, las fuentes de agua (superficiales y subterráneas) se han venido

contaminando cada vez más debido al aumento de la actividad industrial y

agrícola. A medida que el tiempo pasa el público se ha venido haciendo más

exigente en sus demandas y hoy en día se espera que los ingenieros de aguas

produzcan bien acabadas, libres de color, turbiedad, sabor, olor, nitratos, iónes

metálicos peligrosos y de una amplia variedad de químicos orgánicos tales como

pesticidas y solventes clorados. Los problemas de salud asociados con estos

químicos incluyen el cáncer, los defectos congénitos, las enfermedades del

sistema nervioso central y del corazón. En el momento, hay una lista de más de

75 sustancias químicas específicas en los estándares para el agua potable de la

Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos.

Desde hace mucho tiempo se sabe que todos los cuerpos naturales de

agua tienen la capacidad de oxidar la materia orgánica sin que se desarrollen

condiciones molestas, a condición de que el oxígeno requerido para la

oxidación de la carga orgánica y del nitrógeno (principalmente amoníaco) no

exceda los límites de disponibilidad de oxígeno del agua. También se sabe que

siempre se deben mantener ciertos niveles de oxígeno disuelto en el agua para

preservar algunas formas de vida acuática. En el pasado las corrientes de agua

se clasificaron en cuatro grandes categorías:

14

1. Las utilizadas para el transporte de residuos sin tener en cuenta la vida

acuática, pero con mantenimiento para evitar el desarrollo de condiciones

molestas.

2. Aquellas en que la carga de contaminantes es restringida para permitir la

vida de los peces.

3. Las destinadas a la recreación y

4. Las utilizadas como suministros de agua.

Objetivos

• Conocer algunos parámetros físico-químicos y determinar la relación de

éstos con el entorno.

Materiales • Termómetro de mercurio.

• 2 frascos

• 2 vasos de precipitado de 100 ml

• Estufa

• Potenciómetro portátil

• Oximetro. Procedimiento Seleccionar un área de estudio que presenten los dos ecosistemas principales:

acuáticos y terrestre y realice las siguientes determinaciones:

1. DETERMINACIÓN DE TEMPERATURA

Utilizando un termómetro de mercurio, determinar la temperatura a

diferente hora, sacar una media (tanto en agua como en aire) , si existen

diferencias explique el fundamento.

2. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN EL SUELO (Mantillo)

Tomar una muestra de agua con materia orgánica, pesar 50 y 100

gramos y dejarlo secar en una estufa.

15

3. DETERMINACIÓN DE pH;

Utilizar un potenciómetro portátil y determine el pH en diferentes

muestras.

4. DETERMINACION DEL OXIGENO

El oxígeno es un gas indispensable para la conservación de vida de la

mayoría de los seres vivos. En el agua el oxígeno ocupa el segundo lugar con

el 34% de todos los gases disueltos en el agua de mar. Las fuentes

principales son a través de la aereación por las olas y de las plantas a través

de la liberación fotosintética de este gas.

La determinación del oxígeno disuelto, se ha llevado a cabo por la

Metodología de Winkler (1888), algunos autores han modificado la técnica

pero no grandemente, han pasado por pruebas de repetibilidad y exactitud.

Fue modificada por Carpenter (1965) y Strickland y Parsons (1968), siendo

más exacta ya que corrige el factor del error que pudiera tener la solución

valorada de tiosulfato.

Utilizar un oxímetro para la valoración de oxígeno.

Bibliografía

Krebs J. Ch.1985. ECOLOGÍA. Estudio de la distribución y la Abundancia. 2ª.

Edición. Harla, S.A. México.

Contreras F. 1980. MANUAL DE TÉCNICAS HIDROBIOLOGICAS. Depto. De

Zootecnia. Lab. De Oceanografía. Universidad Autónoma Metropolitana.

16

Resultados

Muestra Temperatura Humedad Ph Oxigeno

1.

2.

3.

4.

Establezca la relación de los valores encontrados en sus parámetros abióticos

con el tipo de muestra de agua.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Investiga que tipo de comunidad biótica puede vivir bajo los parámetros de las

muestras que analizaste.

17

Cuestionario

1. Porque los factores ambientales como el oxigeno, temperatura, humedad

y pH pueden determinar el tipo de comunidad que se encuentra en una

zona?

______________________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________

2. Que otros factores ambientales son determinantes en el tipo de seres

vivos que habitan una zona?

_____________________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

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______________________________________________________

Conclusiones

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PRACTICA 4. DESCRIPCIÓN FISONÓMICA DE LA VEGETACIÓN MEDIANTE EL MÉTODO DE DANSERAU

Introducción

Una parte considerable del trabajo ecológico, tanto pasado como

presente, ha sido dirigida hacia la descripción de las características de las

comunidades. El objetivo de dicha descripción es proporcionar a otros

investigadores una base que les permita formarse una imagen mental de un

área y de su vegetación, para poder compararla con otras comunidades y crear

esquemas de clasificación.

Antes de comenzar el trabajo detallado en un área dada es necesario

conocer las especies presentes y la distribución y la abundancia relativa de cada

una de ellas: también es importante mencionar los rasgos morfológicos de las

especies más importantes y las características ambientales de la zona. De

acuerdo con lo anterior, cualquier trabajo ecológico relacionado con la

vegetación debe cumplir las siguientes bases mínimas:

Composición florística. Consiste en un inventario de las especies

presentes.

Composición de formas biológicas. Consiste en las distintas expresiones

adaptatívas de las plantas, en respuesta a su medio ambiente.

Estructura de la vegetación. Se define por el arreglo espacial de las especies y

por la abundancia de cada una de ellas.

Hasta fines del siglo pasado era muy común describir a la vegetación de

acuerdo con las formas de crecimiento predominantes entre sus especies

componentes. Se tomaban en cuenta ciertas características como ramificación,

periodicidad, tipos de hojas, hábitos de las especies componentes, etc.

Después de que los conceptos evolutivos de Darwin se hicieron públicos, los

botánicos empezaron a hacer énfasis sólo en aquellas formas de crecimiento

que podían ser interpretadas como adaptaciones: éstas llegaron a conocerse

20

como formas biológicas y su uso fue desarrollado como una manera de

relacionar cuantitativamente las características de la vegetación con el clima.

Entre las formas de caracterizar a la vegetación hay una que tuvo mucho

auge hace varios años y que sigue utilizándose todavía, no obstante sus

representaciones difíciles de interpretar, y que fue propuesta por Danserau

(1957).

Mediante la representación esquemática de la comunidad que se obtiene

utilizando el método de Danserau, es posible hacer estimaciones de la

estratificación de la comunidad, de las formas biológicas predominantes, de la

abundancia relativa de las especies y de otras características comunitarias.

Este método como símbolos, letras, números y dibujos de tal forma que la

estructura de la comunidad queda expresada por una síntesis gráfica.

Objetivo

• Realizar una descripción fisonómica de la vegetación mediante el método

de Danserau.

Materiales

• Hojas de registro datos

• Cordel de 200 m, marcados cada 10 m.

• 2 estacas

• Cinta métrica de 50m

• GPS

Procedimiento

1. Realice un recorrido preliminar del área a muestrear y haga la

observación de las características siguientes:

Pendiente.

Características observables del suelo.

21

Altitud.

Estratos vegetales presentes y la altura.

Tamaño, forma, disposición y textura de las hojas.

Disposición, consistencia ó características especiales de los tallos.

Presencia o ausencia de espinas.

Cobertura total.

Especies dominantes desde el punto de vista florístico (cualitativo).

2. Se elige al azar un sitio a describir, se lanza un transecto en línea recta

de 200 m, y se registran todos los individuos que sean tocados por éste.

Posteriormente se registrará forma de crecimiento, tamaño, función y

cobertura del individuo, así como la forma, tamaño y textura de las hojas.

3. Los símbolos empleados se muestran en la figura 2. Estos pueden

combinar, para representa varios atributos como altura y anchura de las

formas de vida, las cuales se grafican proporcionalmente, pudiendo ser

de acuerdo a una escala logarítmica (Figura 3).

Los esquemas se estructuran siguiendo cuatro pasos: primero se grafica cada

forma de vida, de acuerdo con la cobertura y la altura que presente; después se

agrega la función. En tercer lugar, se indica el tipo de hoja para cada forma de

vida y por último se representa la textura de las hojas, quedando de esta manera

terminado el diagrama. La fórmula que debe acompañar el esquema se hace en

el orden siguiente: Forma de vida, tamaño, función, tipo de hoja, textura y

cobertura; que se escribirá al pie del esquema en l figura 4.

Bibliografía

Franco L.J. 1989. MANUAL DE ECOLOGÍA. 2ª. Edición. Trillas. México, D.F.

266 pp.

Krebs J. Ch.1985. ECOLOGÍA. Estudio de la distribución y la Abundancia. 2ª.

Edición. Harla, S.A. México.

22

Resultados

Método de Danserau.

Para describir el tipo de vegetación, es importante realizar uno ó varios

recorridos preliminares del área a muestrear para observar las características

necesarias para realizar la descripción de la vegetación existente.

SUELO. Características observables; arcilloso, limoso, arenoso, pedregoso,

desnudo, con mantillo, seco, húmedo, etc.

COMPOSICIÓN DE FORMAS

BIOLÓGICAS. Consiste en las distintas

expresiones adaptativas de las plantas en

respuesta a su medio ambiente.

Arboles T

Arbustos S

Herbáceas H

Musgos M

Epífitas E

Lianas L

TAMAÑO, FORMA, FUNCION Y TEXTURA

DE LAS HOJAS.

Forma Función Textura

Acicular Deciduo Delgada

Espinosa Perenne Membranosa

Graminoide Suculento Esclerófila

Compuesta Sin hojas Suculenta

Taloide C/S

espinas

TAMAÑO DE LA PLANTA

Árbol

m

Arbusto

m

Hierbas

m

Musgos

cm.

T Grandes 25 2-8 2 -

M Medianos 10-25 0.5-2 0.5-2 10

I Chicos 8-10 0.5 0.5 <10

COBERTURA O ESTRATOS VEGETALES

PRESENTES

Cobertura Símbolo

Rara o dispersa b

Discontinua (< 60%) I

En macollo o agrupada P

Continua (> 60%)

23

Figura 2. Símbolos utilizados por el método de Dansereau para la descripción

fisonómica de la vegetación.

24

Figura 3. Esquema de Dansereau describiendo la fisonomía de la vegetación.

25

Figura 4. Registro de la fisonomía de la vegetación según Dansereau.

26

DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DE UNA COMUNIDAD A TRAVES DE SU VEGETACIÓN

Distancia

(m ó cm)

Especie

Biológica

Comp

Biológ.

Tamaño

biológico

Forma Función Textura Cobertura

27

CUESTIONARIO

1. Cuál es la utilidad y las desventajas de utilizar el método de Densereau?

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2. Con que objetivos puedes utilizar la descripción cualitativa de una

comunidad?

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3. Después de hacer la descripción cualitativa de una comunidad, cual sería

tu siguiente paso a seguir y con qué objetivos lo realizarías?

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Conclusiones

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________________________________________________________________

________________________________________________________________


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________________________________________________________________.

30

PRACTICA 5. DESCRIPCIÓN CUANTITATIVA DE UNA COMUNIDAD A TRAVES DEL ANÁLISIS DE VEGETACIÓN: EL CUADRANTE Y EL

TRANSECTO COMO TECNICAS DE MUESTREO

Introducción

Un número de técnicas de muestreo están disponibles para obtener

información cuantitativa acerca de la estructura y composición de poblaciones

vegetales terrestres. La técnica más ampliamente utilizada, sin embargo, es la

de muestrear con cuadrantes de media estándar. Las técnicas de muestreo por

cuadrantes quizá deberán ser aceptadas para su uso en la mayoría de los tipos

de comunidades vegetales, y también para el estudio de comunidades de

animales sésiles o sedentarios.

El tamaño de los cuadros varía según el tipo de comunidad a estudiar,

algunos tamaños sugeridos son los siguientes:

-en vegetación herbácea de 1 metro cuadrado

-en arbustiva va de 10 a 20 metros cuadrado

-en arbórea hasta de 100 metros cuadrado.

Se puede obtener información acerca de la vegetación de un lugar a partir

de datos sobre el número, extensión linear y frecuencia al interceptar series de

líneas transecto a través de un área de muestreo con excepción de la densidad

absoluta. Algunos estudios realizados muestran que el tamaño más adecuado

de la línea es de 20 metros: aunque esto va a variar según la homogeneidad que

presente la vegetación.

Objetivos

• Se aprenderá a usar la técnica de cuadrante, con el fin de conectarla con

problemas ecológicos tales como sucesión, zonación, etc.

31

• Se compararan resultados obtenidos con otra técnica de muestreo tales

como el transecto.

• Se aprenderán a utilizar y a diferenciar algunos parámetros poblacionales.

Materiales

• Cordel de 40 o 80 m.

• 4 estacas

• Hojas de datos

• Cinta métrica de 50 m

• 2 cintas métricas de 5 m

Procedimiento

1. Deberán ser elegidas sistemáticamente o aleatoriamente dentro del sitio

de estudio las localidades de muestreo.

2. Establecer un cuadrante de 10 a 20 m2, dependiendo del tipo de

vegetación presente, utilizar un cordel ya marcado por metro y obtener a

través conteo y la medida usando una cinta métrica, los principales

parámetros ecológicos que describen a la comunidad.

3. Es necesario establecer el criterio arbitrario para incluir o excluir las

plantas que ocurran sobre los extremos del cuadrante. Por ejemplo las

plantas con las bases enraizadas yaciendo más de la mitad dentro del

cuadrante podrían ser contabilizadas y medidas como si ellas estuvieran

completamente en el interior, mientras que las plantas con más de la

mitad fuera de los extremos deberán ser excluidas completamente. De

igual manera, deberá definirse que constituye un solo individuo o un

conjunto. Es importante llevar una prensa botánica para colectar y

posteriormente determinar el material biológico no identificado.

4. Las medidas del área basal o de la cobertura de la corona podría ser

tomada para las plantas en el cuadrante. Para plantas maderables

grandes, el diámetro o circunferencia del tronco deberá ser medidas y el

32

área basal obtenida, para plantas pequeñas el diámetro del follaje de la

corona será medido tanto como el área de cobertura de la corona. El área

basal individual o valores de cobertura serán registrados de acuerdo al

número de cuadrante en una hoja de datos, donde servirán para indicar

tanto el número y tamaño de individuos de cada especie encontradas.

5. En resumen, los datos, densidad, dominancia y valores de frecuencia

pueden ser determinados para cada especie.

• La densidad se refiere al número de individuos por unidad de área.

• La dominancia es el área basal o cobertura de la corona por unidad

de área.

• Frecuencia es la fracción de la muestra que contienen la muestra.

Para una especie particular, estos valores pueden ser expresados ya sea en

forma absoluta o en forma relativa, los cuales muestran el porcentaje de los

valores de estas especies con relación al total de todas las especies. Los valores

relativos para densidad, dominancia y frecuencia pueden estar combinados

dentro de un valor de importancia, el cual refleja estas tres medidas diferentes

en la importancia de las especies en una comunidad.

Las medidas de la vegetación están determinadas por las fórmulas siguientes:

• Densidad= Número de infividuos/Area muestreada

• Densidad Relativa=(Densidad por especie/Densidad total de especie)*100

• Dominancia=Area basal Total o area de cobertura/Area Muestreada

• Dominancia Relativa=(Dominancia por especie/Dominancia total de las

especies)*100

• Frecuencia=Número total de cuadrantes en los que aparece la

especie/Número total de cuadrantes muestreados

• Frecuencua Relativa= (Valor de la frecuencia de una especie/Frecuencia

total de las especies)*100

33

• Valor de Importancia= Densidad Relativa + Dominancia Relativa +

FrecuenciaRelativa.

Técnica de Transecto

1. Establecer una línea transecto con una cinta métrica de 25 a 50 m de

longitud o en su defecto con una cuerda de cualquier material.

2. Dividir la línea en intervalos del tamaño deseado para la determinación

de la frecuencia, se sugiere utilizar una técnica sistemática.

3. Se mide la intercepción de las plantas que quedan por encima o por

debajo de la línea, de la misma manera se miden y anotan las áreas

desprovistas de vegetación que intercepten la línea.

4. Se registran por cada especie, el total de individuos, la longitud total de la

intercepción de la línea, el número de intervalos de la línea interceptada,

le densidad relativa, la dominancia relativa, frecuencia absoluta y relativa.

Bibliografía

Mueller, D., H. Ellenberg. 1974. Aims and Methods of Vegetation Ecology. John

Wiley and sons. New York

Ludwig, J.A. and J.F. Reynold. 1988. STATISTICZAL ECOLOGY. John Wiley

and Sons, N. York.

Resultados

Determinar taxonómicamente a los organismos.

CUADRANTE

Descripción cuantitativa de una comunidad a través del análisis de vegetación

Localidad:___________________________________ fecha: ______________

Coordenadas:____________________________________________________

34

MEDIDAS ESPECIE No. De Individuos

35

Tabla de resultados

ESPECIE D

EN

SID

AD

DE

NS

IDA

D

RE

LATIV

A

DO

MIN

AN

CIA

DO

MIN

AN

CIA

RE

LATIV

A

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA

RE

LATIV

A

VA

LOR

DE

IMP

OR

TAN

CIA

36

Transecto

Descripción cuantitativa de una comunidad a través del análisis de vegetación

Localidad:_____________________________________fecha: ______________

Coordenadas:_____________________________________________________

DISTANCIA ESPECIE Cobertura (cm.)

37

Tabla de resultados

ESPECIE

DE

NS

IDA

D

DE

NS

IDA

D

RE

LATIV

A

DO

MIN

AN

CIA

DO

MIN

AN

CIA

RE

LATIV

A

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA

RE

LATIV

A

VA

LOR

DE

IMP

OR

TAN

CIA

38

Cuestionario

1. Cuál es la importancia ecológica y económica de las especies dentro de

la zona de estudio?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. De acuerdo a tus resultados, que tipo de comunidad vegetal es la que

muestreaste?

______________________________________________________________

3. Según tus resultados, que tipo de actividades de conservación se pueden

realizar en esta comunidad?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

39

4. Qué tipo de actividades económicas pueden ser realizadas exitosamente

en el tipo de comunidad que muestreaste?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________.

40

PRACTICA 6. AREA MÍNIMA Y EFICIENCIA DEL MUESTREO PARA COMUNIDADES VEGETALES.

Introducción

Cualquier estudio detallado de vegetación está basado en su descripción

y análisis cualitativo y cuantitativo de las comunidades vegetales o de

segmentos de vegetación que deben ser reconocidos en el campo. Los cuales

serán muestreados a través del análisis de subáreas representativas dentro de

dichas comunidades. Un registro del 100% de los individuos de un segmento de

vegetación o de la comunidad sería demasiado ambicioso, tanto en tiempo como

en el trabajo, por tanto la descripción debe basarse en muestras, incluso se

debe decidir también sobre la forma de las parcelas y el tamaño para un

muestreo eficiente y representativo: a)segmentación de cobertura de la

vegetación o el reconocimiento de entidades, b)selección de muestras en los

segmentos reconocidos c)decisión de que tamaño y forma debe tener la muestra

y d)decisión de que registrar una vez establecidas las muestras.

Puesto que la única forma de estudiar las comunidades vegetales es a través de

muestras adecuadas, es necesario que el muestreo nos proporcione la mayor

cantidad de información útil y verídica. Para que una muestra sea representativa

de una comunidad, debe obtenerse de tal forma que sus valores estadísticos

sean buenos estimadores de los parámetros de la población estadística de la

cual fue tomada.

Para las comunidades vegetales, se acostumbra obtener el área mínima

de muestreo antes de realizar cualquier estudio ecológico. El área mínima de la

comunidad se define como el área más pequeña que representa

adecuadamente la composición de especies de la comunidad.

41

El tamaño del área mínima depende de la comunidad que se estudia y

varía entre amplios límites.

Para comunidades vegetales de climas templados se han propuesto los

siguientes valores empíricos (Muller-Dombois y Ellenberg, 1974):

Bosque (estrato arbóreo) De 200 a 500 m2

Bosque (estrato herbáceo) De 50 a 200 m2

Pastizal seco De 30 a 100 m2

Matorral De 10 a 25 m2

Comunidades de musgo De 1 a 4 m2

Comunidades de líquenes De 0.1 a 1 m2

El método más usual para determinar el área mínima en el campo es el

de los puntos anidados.

En éste se recomienda considerar inicialmente una pequeña área, por

ejemplo, 0.5 x 0.5 (0.25 m2) y anotar todas las especies presentes. El área se

duplica sucesivamente y se anotan las especies adicionales que se encuentren

en cada duplicación (figura 1). Una vez hecho esto, se construye una gráfica del

número de especies-área (figura).

El área mínima es el área muestral en la cual la curva se hace casi

asintótica; como la anterior no es una definición exacta, es aconsejable escoger

un área un poco mayor como tamaño adecuado de la comunidad muestral o

“cuadrado”.

Idealmente, el área mínima debe establecerse para la comunidad tipo

(por ejemplo bosque de coníferas) y no solamente para una comunidad miembro

42

del tipo (por ejemplo bosque de Pinus de Necaxa, Pue.): esto significa que el

área mínima debe determinarse en varias comunidades similares.

Figura1. Tamaño de la Parcela

Una vez determinada el área mínima de la comunidad, pueden efectuarse

los estudios ecológicos conducentes a la caracterización de la comunidad bajo

estudio.

Otro problema es determinar el tamaño y número adecuado de muestras

que se deben emplear, ya que pocas muestras pueden contener información

debida a efectos aleatorios y por tanto las conclusiones que se obtengan serán

inválidas, mientras que un número excesivo de muestras podría representar un

gasto innecesario de trabajo y recursos.

Objetivo

• Conocer y aplicar el método de área mínima de muestreo de vegetación

como un método para obtener una muestra representativa en un estudio.

1m – 2m – 4m – 8m –

16m

43

Material

• 4 Estacas

• 1 cinta métrica de 50 m.

• 1 cinta métrica de sastre

• 1 cuerda o hilo grueso

• 1 libreta de campo y lápiz

Procedimiento

Determinación del área mínima de muestreo. Para esta primera parte de

la práctica es necesario elegir un segmento de vegetación lo más homogéneo

posible, cambios abruptos en ésta pueden conducir a estimaciones erróneas del

tamaño de parcela. Se elige de manera arbitraria un tamaño inicial de parcela,

por ejemplo 1x1 m para el caso de comunidades de arbustos o 2x2 m para el

caso de árboles (Tamaño 1 o T1), anote todas las especies que queden

contenidas en ella, use la tabla 1 para este fin. Posteriormente se aumenta al

doble el tamaño de la parcela inicial y se registran todas las especies nuevas

que no habían sido contenidas en T1. Se continua así hasta que o aparezca una

especie nueva en el Tn.

Utilizando el método de los cuadrados anidados, determine el área

mínima de la comunidad bajo estudio, ayudándose para esto de las cintas

métricas de la cuerda y utilice sus datos para llenar la tabla de trabajo 1. Con

estos datos grafique los resultados de éstos registros en la figura 1 usando en el

eje de las x el tamaño de la parcela anidada y en el eje de las y el número de

especies nuevas para encontrar el área mínima de muestreo. Esta será aquel

punto en que la curva de aparición de especies se vuelva una asíntota, la cual

se proyecta perpendicularmente al eje x indicando el tamaño mínimo.

44

Después de determinar por medio de las estacas y de la cuerda, cada uno de los

individuos de la muestra y su cobertura, anote sus datos en la tabla de trabajo 2.

Determinación del número adecuado de muestras. Con los datos y

técnica utilizada en la práctica anterior, elija cual es el atributo descriptor de la

vegetación (número de individuos por especie, cobertura por especie, diámetro

de la altura del pecho (dap; 1.30 m) por especie, etc). Utilice el tamaño de

parcela que se determinó en la práctica anterior. Anote en la tabla 2 el valor del

atributo seleccionado previamente de las dos primeras parcelas o cuadrantes.

Estime su promedio y error estándar y anótelo en la tabla 3.

Si decide usar el área basal o la cobertura aérea, ésta se calculará de acuerdo a

la fórmula propuesta por Mueller-Dombois (1974):

Cobertura= (D1 + D2)2 π

4

Ubique una tercer parcela del mismo tamaño y repita el mismo

procedimiento esta vez considerando las tres parcelas. Ubique una cuarta

parcela y proceda a realizar lo mismo que en las anteriores y una quinta y sexta

si fuese necesario. El momento de detener el número de muestras es cuando el

error estándar es menor o igual al 10% del promedio de individuos o de

cobertura según sea el caso (SE≤ 10% media).

Con esta información, un estudio de la vegetación con tamaño y número

de muestras adecuado contendrá información representativa de la comunidad.

Calcular el tamaño de muestra y discuta sus resultados

Resultados

Obtenga para cada especie, utilizando los datos de todo el grupo, los

valores de densidad, dominancia y frecuencias absolutas y relativas así como el

valor de importancia.

45

Tabla de trabajo 1-1

Submuestra Area Especies nuevas Numero acumulado

46

Tabla de trabajo 2-1

Especie Individuos Área basal Especie Individuos Área basal

47

Tabla 2-1. Formato de registro de datos en campo para determinar el número de

repeticiones

Parcela_______________________ Fecha ____________________________

Individuo Especie D1* D2* Cobertura*

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

48

17

18

19

20

21

TOTAL**

*Estos datos se registran en caso de haber decidido cobertura como el atributo

descriptor de la vegetación

** En caso de haber decidido número de individuos se anotará el total de

individuos de todas las especies y en el caso que se trate de cobertura se

anotará la suma de las coberturas de todas las especies

Tabla 2-2. Resumen de datos derivados de la tabla 2 para la estimación del

número de repeticiones.

Repetición Número total

de individuos

Cobertura

total

Promedio Error

estándar

1

2

3

4

5

6

7

49

8

9

10

Cuestionario

1. Compare las áreas mínimas que se obtendrían en una selva alta

perennifolia y en un bosque de coníferas.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Como afecta el área mínima la heterogeneidad de una comunidad?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. Con base en la gráfica especie-área obtenida ¿Cuál considera que el

número total de especies de la comunidad?

______________________________________________________________

4. Relacione el concepto de valor de importancia con la amplitud de nicho

ecológico de una especie.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

50

5. Que problemas presenta el concepto de densidad en las comunidades

vegetales?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

51

______________________________________________________________

______________________________________________________________

PRACTICA 7. DIVERSIDAD ALFA: INDICES DE RIQUEZA ESPECÍFICA

Introducción

Los estudios sobre medición de biodiversidad se han centrado en la

búsqueda de parámetros para caracterizarla como una propiedad emergente de

las comunidades ecológicas. Uno de los aspectos que primero impresionan a un

naturista al observar las distintas comunidades naturales, es la diferencia

existente entre ellas en cuanto a su riqueza específica.

En general, consideramos que una comunidad es más compleja mientras

mayor sea el número de especies que la compongan (más vías de flujo de

energía en la cadena trófica) y mientras menos dominancia presenten una o

pocas especies con respecto a las demás.

A la característica de las comunidades que mide ese grado de

complejidad, se le llama diversidad. Aun cuando la diversidad es un concepto

que puede entenderse fácilmente en forma cualitativa, la expresión cuantitativa

de ésta es aún muy confusa.

La mayoría de los métodos propuestos para evaluar la diversidad de

especies se refieren a la diversidad dentro de las comunidades (alfa). Para

diferenciar los distintos métodos en función de las variables biológicas que

miden los dividimos en dos grandes grupos: 1). Métodos basados en la

cuantificación del número de especies presentes (riqueza especifica); y 2).

Métodos basados en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución

proporcional del valor de importancia de cada especie (abundancia relativa de

los individuos, su biomasa, cobertura, productividad, etc.).

Para obtener los parámetros completos de la diversidad de especies de

un hábitat es recomendable cuantificar el número de especies y su

representatividad. Los índices de diversidad son parámetros que resumen

52

mucha información en un solo valor, permitiendo comparar diferentes

comunidades o un mismo hábitat a través del tiempo de manera rápida y sujeta

a comprobación estadística.

La riqueza específica (S) es la forma más sencilla de medir la

biodiversidad, ya que se basa solo en el número de especies presentes, sin

tomar en cuenta el valor de importancia de las mismas. Un censo completo que

nos permita conocer el número total de especies (S) solo es posible para ciertos

taxa bien conocidos y de manera puntual en tiempo y espacio. Por lo general es

necesario recurrir a índices de riqueza específica obtenidos a partir de un

muestreo de la comunidad.

El índice de Margalef transforma el número de especies por muestra a una

proporción a la cual las especies son añadidas por expansión de la muestra.

Supone que hay una relación funcional entre el número de especies y el número

total de individuos. Si esto no se mantiene, el índice puede variar con el tamaño

de la muestra de forma desconocida.

Donde:

S = Número total de especies.

N = Número total de individuos.

El índice de diversidad de Menhinick también se basa en la relación entre el

número de especies y el número total de individuos observados, que aumenta al

aumentar el tamaño de la muestra.

Donde:

S = Número total de especies.

53

N = Número total de individuos.

Objetivo

Conocer y aplicar diversos métodos para medir la diversidad de una

comunidad.

Procedimiento

1. Extrae los datos de especie y número de individuos del cuadro 1 de la

practica 5.

2. Obtén los datos del mismo cuadro de un equipo que tenga una muestra

diferente.

3. Saca los índices de riqueza especifica de margalef y menhinick para

estas muestras.

4. Utiliza los datos del cuadro 1 de anexos para obtener los índices de

diversidad para los dos ecosistemas y compáralos.

Resultados

Obtén los índices de riqueza especifica de Margalef y Menhinick utilizando el

cuadro 1 de la practica 5 donde se obtiene la especie y el número de individuos

en el cuadrante.

MUESTRAS MARGALEF MENHINICK

1.

2.

Obtén los índices de riqueza especifica de Margalef y Menhinick utilizando el

cuadro 1 de la practica 5 donde se obtiene la especie y el número de individuos

en el cuadrante.

MUESTRAS MARGALEF MENHINICK

MATORRAL

54

PASTIZAL

Cuestionario

1. Por que se utilizan los índices de riqueza especifica en lugar de obtener

la riqueza especifica de una comunidad?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Porque es importante obtener valores de riqueza cuando se estudia una

comunidad?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. De que formas puedes utilizar la riqueza especifica de comunidades en

un proyecto de conservación?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

55

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

56

PRACTICA 8 FUNCIONES DE ACUMULACION

Introducción

Las funciones de acumulación son de gran utilidad en el análisis de la

riqueza especifica de muestras de diferente tamaño, pero son aun mas

importantes en la realización de inventarios de diversidad biológica. Las

curvas de acumulación de especies en las que se representa el numero de

especies acumulado en el inventario frente al esfuerzo de muestreo empleado

nos permite estandarizar la estimación de riqueza obtenidas en distintos

trabajos de inventariado, además de permitir resultados más fiables en

análisis posteriores y para comparar inventarios en los que se realizan

diferentes metodologías y/o diferentes niveles de esfuerzo.

Una ventaja muy grande de las curvas de acumulación de especies es

que nos permite planificar es esfuerzo de muestreo que es necesario invertir

en un trabajo, ya que nos muestra el punto en el que una muestra representa

a toda la comunidad, con la totalidad o casi la totalidad de especies presentes

en la comunidad que se esté muestreando, incluyendo a las especies raras.

Este tipo de modelos se pueden ajustar a cualquier programa estadístico con

procedimientos de regresión no lineal definida.

Objetivo

Utilizar un modelo para obtener curvas de acumulación de especies para

comprobar que se a realizado un buen muestreo.

Materiales

• Computadora.

• Paquetes estadisticos: Stimates, SPSS, Minitab, PAST.

57

Procedimiento

1. Realiza el cuadro de especies encontradas por muestreo, cada columna

es un muestreo y cada fila es una especie.

2. Al final de cada columna escribe el número de especies que has

encontrado hasta ese muestreo.

3. En EXCEL escribe el cuadro, el primer renglón es el título, es segundo

renglón es el número de especies y el numero de muestreos. En el tercer

renglón empiezan la división de especies y muestreos.

4. Grábalos como texto separado por comas para utilizarlo en el programa

estadístico.

5. Corre el programa estadístico y graba el cuadro de resultados como texto

separado por comas y ábrelo en Excel.

6. Grafica las columnas de los análisis de Chao y Jacknife.

Bibliografía

Jiménez-Valverde, A., J. Hortal. 2003. Las curvas de acumulación de especies y

la necesidad de evaluar la calidad de los inventarios biológicos. Revista

Ibérica de Aracnología 8:31-XII. Pp: 151-161.

Resultados

Llena el cuadro con los datos que corresponden.

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

M12

M13

M14

Sp.1

Sp. 2

Sp.

58

3

Sp. 4

Sp. 5

Sp. 6

Sp. 7

Spp.

Coloca aquí el cuadro obtenido del programa usado y la grafica de Excel.

59

CUESTIONARIO

1. Porque es necesario que los trabajos de inventarios de especies biológicas tengan análisis de funciones de acumulación?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Como puedes usar las funciones de acumulación en la realización de proyectos de conservación?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

60

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

61

PRACTICA 9. METODOS NO PARAMETRICOS PARA MEDIR DIVERSIDAD

Introducción

Otra forma de medir la diversidad de una comunidad es por medio de los

métodos no paramétricos; estos son un conjunto de estimadores no

paramétricos en el sentido estadístico, ya que no asumen el tipo de

distribución del conjunto de datos y no los ajustan a un modelo determinado.

Este tipo de métodos solo requieren dados de presencia-ausencia.

CHAO 2

Donde:

S = Número total de especies

L = número de especies que solo

ocurren en una muestra (Especies

únicas)

M = Numero de especies que ocurren en exactamente dos muestras.

Chao 2 provee el estimador menos sesgado para muestras pequeñas.

JACKNIFE DE PRIMER ORDEN

Donde: S = Número total de especies; L = número de especies que solo

ocurren en una muestra (Especies únicas); m = Numero de muestras.

Este método se basa en el número de especies que ocurren solamente en

una muestra (L). Este método reduce el sesgo de los valores estimados, en

62

este caso para reducir la subestimación del verdadero número de especies en

una comunidad con base en el numero representado en una muestra,

reduciendo el sesgo del orden 1/m. Es uno de los estimadores más precisos

que hay.

OBJETIVO

• Aprender a utilizar y aplicar los estimadores no paramétricos de

diversidad.

MATERIALES

• Datos de la practica 8.

• Calculadora

Procedimiento

1. Utilizando los datos de la practica 8 u obtener datos en campo,

separando los datos por muestra obtenida, calcular los estimadores de

Chao 2 y Jacknife 1.

Bibliografía

Moreno, C. E. 2001. Métodos para medir la biodiversidad. M&T–Manuales y

Tesis SEA, vol.1. Zaragoza, 84 pp.

63

Resultados

Con el cuadro de muestreos de la practica 8, obtén los siguientes estimadores.

Chao 2.

Jack 1.

CUESTIONARIO

64

1. Cuando es más conveniente usar los métodos paramétricos y cuando los métodos no paramétricos?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Que métodos para medir diversidad usarías para realizar inventarios y cual usarías para realizar proyectos de conservación? Por qué?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

65

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

66

PRACTICA 10. ESTRUCTURA DE UNA COMUNIDAD: MODELO DE VARA QUEBRADA

Introducción

Los primeros intentos que se hicieron para describir la estructura de una

comunidad se hicieron en términos de la abundancia proporcional de cada

especie, para lo cual se hicieron modelos matemáticos que describen la

relación grafica entre el valor de importancia de las especies (generalmente

en escala logarítmica) en función de un arreglo secuencial por intervalos de

las especies de la mas a la menos importante. El ajuste de los datos

empíricos a la distribución subyacente a cada modelo puede medirse

mediante pruebas de bondad de ajuste como la X2 o la prueba de G.

Los distintos modelos difieren en cuanto a las interpretaciones biológicas

y estadísticas que asumen los datos.

En el caso del modelo de la vara quebrada, biológicamente asume que un

eje de recursos unidimensional se rompe simultáneamente, al azar o de forma

secuencial y proporcional a la longitud del segmento, mientras que

estadísticamente, los individuos se asignan al azar a las especies.

Este modelo asume que los limites de los nichos ecológicos de las

especies se establecen al azar, lo que al ilustrarse en una grafica puede

entenderse como una vara (el espacio del nicho dentro de una comunidad)

quebrada al azar y simultáneamente en ‘s’ piezas. Este modelo refleja un

estado más equitativo que otros modelos paramétricos. Biológicamente, el

modelo corresponde a una comunidad en la que todas las especies colonizan

simultáneamente y dividen un recurso único al azar.

En este modelo se organizan las especies en clases de abundancia para

calcular el número de especies que se espera que tengan un individuo, 2

individuos, etc.

67

Donde S(n) es el número de especies en la clase de abundancia con

individuos; S es el número total de especies muestreadas, N es en número

total de individuos muestreados y n es la abundancia teórica de la especie.

Objetivo

• Conocer el cómo medir la diversidad tomando en cuenta no solo la

riqueza de especies, si no la estructuración que tienen dentro de la

comunidad.

Materiales

• Datos del cuadro 1 de la practica 5

• Datos del cuadro 1 de anexos

• Obtener datos de campo

Procedimiento

1. Obtén el cuadro de resultados de la vara quebrada para los datos de la

practica 5.

2. Obtén los dos cuadros de resultados de la vara quebrada para los datos

del cuadro 1 de anexos.

3. Grafica tus resultados.

68

BIBLIOGRAFIA



Resultados

Cuadro de vegetacion

S(1)

S(2)

S(3)

S(4)

S(5)

Roedores de matorral

S(1)

S(2)

S(3)

S(4)

S(5)

69

Roedores de pastizal

S(1)

S(2)

S(3)

S(4)

S(5)

Compara los datos observados con los esperados por medio de una prueba de

bondad de ajuste

Cuestionario

1. Que es lo que este tipo de pruebas nos indica sobre una comunidad?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Cual es el enfoque que analiza la prueba de la vara quebrada?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. Como puedes utilizar estos métodos dentro de un plan de manejo?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

70

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

71

PRACTICA 11. ESTRUCTURA DE UNA COMUNIDAD: METODOS NO PARAMETRICOS

Introducción

Hay diversas formas para medir la diversidad de una comunidad, aquellos

métodos que solo toman en cuenta la riqueza específica para proporcionar un

valor general que resuma la diversidad y hacerla comparable con la registrada

en otros estudios y aquellos métodos que toman en cuenta la estructura de la

comunidad, no solo cuantas especies hay sino la abundancia de cada una de

ellas, la dominancia de las especies, si la distribución de abundancia es

equitativa o la presencia de especies raras.

Entre los modelos no paramétricos para medir biodiversidad se encuentra

Chao 1, este es un estimador de el número de especies en una comunidad

basándose en el número de especies raras que hay en la muestra.

Donde:

S = al número de especies que hay en una muestra, a = al número de

especies que están representadas por un único individuo en la muestra y b =

al número de especies que están representadas por exactamente dos

individuos en la muestra.

Objetivo

Aprender a utilizar un método no paramétrico para medir y analizar la

estructura de una comunidad.

72

Materiales

• Datos de la practica 5.

• Datos del cuadro 1 de anexos

Procedimiento

1. Pasa los datos de los cuadros de las muestras de la practica 5 y del

cuadro 1 de anexos.

2. Obtén el índice de chao para 2 muestras de vegetación de la practica 5 y

para las dos muestras de roedores.

3. Saca los valores de S, a y b para cada una de las muestras y obtén el

índice de Chao.

4. Haz una comparación de las muestras de vegetación, las muestras de

roedores y el cómo difieren cuando mides vegetación y diversidad.

Bibliografía


Tesis SEA, vol. Zaragoza, 84 pp.

Resultados

Cuadro de vegetación.

Especies Muestra 1 Muestra 2

73

Chao 1

Cuadro de Roedores

Especies Pastizal Matorral

Chao 1

Cuestionario

1. Cuáles son las ventajas de usar medidas de diversidad que tomen en

cuenta la estructura de comunidades a diferencia de aquellas que solo

toman en cuenta la riqueza?

74

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Que diferencias encuentras entre el método de la vara quebrada y Chao

1 y en qué casos utilizarías cada uno?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. Como te puede ayudar este estimador en la toma de decisiones para la

conservación de ecosistemas?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

75

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

76

PRACTICA 12. ABUNDANCIA PROPORCIONAL:INDICES DE DOMINANCIA

Introducción

Los índices de dominancia son índices de diversidad que también toman

en cuenta la estructura de una comunidad de acuerdo a los individuos que

cada especie tenga en una muestra. Este tipo de índices han sido clasificados

en índices de equidad, que toman en cuenta el valor de importancia de las

especies, y en índices de heterogeneidad, que toman en cuenta el valor de

importancia de cada especie y el número total de especies en la comunidad.

Estos índices enfatizan el grado de dominancia o la equidad de una

comunidad, por lo que se pueden clasificar en índices de dominancia e

índices de equidad.

Los índices que se basan en la dominancia son parámetros que trabajan

al inverso del concepto de uniformidad o equidad de la comunidad; estos

toman en cuenta la representatividad de las especies con mayor valor de

importancia sin evaluar la contribución del resto de las especies.

El índice de Simpson manifiesta la probabilidad de que dos individuos

tomados al azar de una muestra sean de la misma especie. Este índice esta

fuertemente influido por la importancia de las especies mas dominantes.

Como el valor del índice de Simpson es inverso a la equidad, la diversidad

debe calcularse como 1 - λ

Donde:

pi = a la abundancia proporcional de la

especie i

pi = número de individuos de la especie i entre numero total de individuos de

la muestra.

La serie de Números de Hill es una serie de números que permiten

calcular el número efectivo de especies en una muestra, es decir, una medida

77

del número de especies cuando cada especie es ponderada por su

abundancia relativa.

De toda la serie, los más importantes son:

Los números de la serie se dan en unidades de número de especies, aunque

el valor de N1 y N2 puede ser difícil de interpretar. Conforme aumenta el

número de especies se da menos peso a las especies raras y se obtienen

valores más bajos para N1 y N2.

El Índice D de McIntosh es un índice de dominancia que resulta independiente

de N

Donde N es el número total de individuos de la muestra, mientras que U es la

suma de los cuadrados de las abundancias de cada especie.

78

El índice de Berger-Parker solo toma en cuenta a la especie más abundante y

al número total de individuos de la muestra, usando la formula:

Donde Nmax es el número de individuos de la especie más abundante y N el

número total de individuos de la muestra.

Un aumento en el valor de este índice muestra un aumento en la equidad y

una disminución en la dominancia.

Objetivo

• Realizar índices de abundancia que tomen en cuenta la

heterogeneidad de la distribución de abundancias entre las especies de

una muestra para utilizarlos cuando sea necesario tomar en cuenta la

dominancia de algunas especies sobre otras.

Materiales

• Base de datos de practica 5

• Cuadro 1 de anexos

79

Procedimiento

1. Realiza un grafico de la curva de dominancia para los datos de 2

muestras de la practica 5.

2. Usando la base de datos de la practica 5 para dos muestras, obtén el

índice de Simpson, números de Hill, el índice D de McIntosh y el índice de

Berger – Parker y pon los resultados en el cuadro de resultados para

vegetación.

3. Realiza un grafico de la curva de dominancia para los datos de roedores

del cuadro 1 de anexos.

4. Usando la base de datos de muestreo de roedores del cuadro 1 de

anexos , obtén el índice de Simpson, números de Hill, índice D de

McIntosh y el índice de Berger-Parker y escribe los resultados en el

cuadro de resultados para roedores.

Bibliografía



Resultados

Curvas de Dominancia

80

Cuadro de resultados para vegetación

Índices Muestra 1 Muestra 2

λ

N0

N1

N2

U

D

d

1. Explica que indican los resultados del índice de Simpson y compara las

dos muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Explica que indican cada uno de los números de Hill y compara las dos

muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

81

3. Explica que indica el valor del índice D de McIntosh y compara las

muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

4. Explica que indican los valores resultantes del índice de Berger-Parker y

compara las dos muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

________________________________________________

Curvas de Dominancia de Roedores

Cuadro de resultados para Roedores

82

Índices Pastizal Matorral

λ

N0

N1

N2

U

D

d

1. Explica que indican los resultados del índice de Simpson y compara las

dos muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Explica que indican cada uno de los números de Hill y compara las dos

muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. Explica que indica el valor del índice D de McIntosh y compara las

83

muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

4. Explica que indican los valores resultantes del índice de Berger-Parker y

compara las dos muestras.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Cuestionario

1. Investiga los pros y contras de utilizar cada uno de los índices de

dominancia.

INDICES PROS CONTRAS

SIMPSON

84

NUMEROS DE HILL

D DE MCINTOSH

BERGER – PARKER

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

85

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

86

PRACTICA 13. ABUNDANCIA PROPORCIONAL: INDICES DE EQUIDAD

Introducción

Los índices de equidad son índices de diversidad que consideran la

estructura de una comunidad de acuerdo a los individuos que cada especie

tenga en una muestra. Estos índices toman en cuenta el valor de importancia de

las especies, y enfatizan el grado de equidad de una comunidad.

Algunos de los índices más utilizados y reconocidos en diversidad se

basan en la equidad de la distribución de abundancias de las especies presentes

en una comunidad. de acuerdo con esto, un mayor número de especies

incrementa la diversidad y, además, una mayor uniformidad también lo hará.

La uniformidad o equitatividad de la distribución para una comunidad

puede medirse comparando la diversidad observada en esta, con la diversidad

máxima posible para una comunidad hipotética con el mismo número de

especies.

El índice de Shannon-Wiener expresa la uniformidad de los valores de

importancia a través de todas las especies de la muestra; mide el grado

promedio de la incertidumbre en predecir a que especie pertenecerá un individuo

escogido al azar en una colección. Este índice asume que los individuos son

seleccionados al azar y que todas las especies están representadas en la

muestra. Los valores que produce están entre cero cuando hay una sola

especie, y el logaritmo de S, cuando todas las especies están representadas por

el mismo número de individuos.

Donde pi = abundancia proporcional de la especie i

87

Cuando se están comparando dos muestras, para probar la hipótesis nula de

que las diversidades de ambas son iguales, Hutcheson (1970) propone el

siguiente procedimiento.

1. Para cada muestra se calcula el índice de diversidad ponderado (Hp) en

función de la frecuencia de cada especie:

2. Para cada muestra se calcula la varianza del índice de diversidad

ponderado:

3. Se calcula la diferencia de las varianzas de ambas muestras:

4. Se obtiene el valor de t

5. Calcular los grados de libertad asociados con el valor de t

88

6. Se busca en tablas estadísticas el valor de la distribución de t para los

grados de libertad calculados. Si el valor de t obtenido es mayor que el

valor de t en tablas, rechazamos la hipótesis nula y se concluye que las

muestras tienen diversidad diferente.

Objetivo

• Realizar índices de abundancia que tomen en cuenta la equitatividad

de la distribución de abundancias entre las especies de una muestra.

Materiales

• El inventario de dos comunidades, obtenerlos a partir de una práctica

de campo en una zona natural.

Procedimiento

1. Obtén los datos de dos muestras tomadas para la practica 5.

2. Calcula el índice de Shannon-Wiener.

3. Haz la comprobación de Hutcheson para probar la Hipotesis nula de que

las muestras son iguales.

4. Repite el procedimiento para comparar la diversidad de roedores de

pastizal y matorral del cuadro 1 de anexos.

Bibliografíaa



89

Resultados

Resultados de muestras de vegetación.

Valores Muestra 1 Muestra 2

H’

Hp

Var

Dvar

g. l.

tc tt

Las muestras son diferentes?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Cuál de las muestras es más diversa?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

De acuerdo a los datos, cual muestra es más equitativa y cual tiene más

riqueza?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

90

El índice de diversidad concuerda con lo que observaste en los datos?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Resultados de muestras de Roedores.

Valores Muestra 1 Muestra 2

H’

Hp

Var

Dvar

g. l.

tc tt

Las muestras son diferentes?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Cuál de las muestras es más diversa?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

De acuerdo a los datos, cual muestra es más equitativa y cual tiene más

riqueza?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

91

El índice de diversidad concuerda con lo que observaste en los datos?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Cuestionario

1. Cuál es el uso de poder comprobar si dos muestras tienen diferente

diversidad o no?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

____________________________________________

2. Explica cómo puedes usar este método para identificar gradientes de

vegetación?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

3. En este último caso como te ayuda en describir la distribución geográfica

de ecosistemas dentro de una zona?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

92

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

93

PRACTICA 14. ABUNDANCIA PROPORCIONAL: COMPARACION DE INDICES DE EQUIDAD

Introducción

Existen diversos métodos para medir la diversidad tomando en cuenta la

estructura de la comunidad, de ellos, el índice de Shannon-Wiener que se

basa en medir la equidad, es el más utilizado. No obstante, existen otros

métodos para medir la diversidad basados en la equitatividad de distribución

de abundancias de las especies que integran la comunidad.

El índice de Pielou mide la proporción de la diversidad observada con

relación a la máxima diversidad esperada. Su valor va de 0 a 1, donde

1corresponde a situaciones donde todas las especies son igualmente

abundantes.

Donde:

H’ es el índice de diversidad de Shannon-

Wiener

H’max = ln(S)

El índice de Brillouin es útil cuando toda la población a sido censada o

cuando la aleatoriedad de la muestra no puede garantizarse, como es el caso

en que las especies son atraídas diferencialmente al objeto de captura. En el

caso de este índice, su valor es menor al índice de Shannon-Wiener porque

no hay incertidumbre, ya que este índice describe una colección conocida.

Donde:

94

N = número de individuos que hay en la muestra tomada

Ni = número de individuos que se colectaros de la especie i

Con el índice de Briollouin se puede obtener la Equidad de Brillouin

Donde:

Con [N/S] siendo la integral de N/S y r = N-S[N/S].

El índice de equidad de Bulla es el solapamiento entre la distribución

observada y una distribución teórica con equidad perfecta y el mismo número

de especies que la distribución observada. Este índice es duramente criticado

por su ambigüedad.

Donde:

Hay otros índices que pueden calcularse a partir de otros.

El índice de equidad de Hill puede causar malentendidos en casos

particulares, ya que alcanza valores altos cuando la equidad es alta (dos o

95

más especies dominan la comunidad) o bien, cuando una especie incipiente

domina la comunidad.

Donde N1 y N2 son los valores de los primeros números

de la serie de Hill.

El índice de Equidad de Alatalo no es tan recomendable porque al utilizarse

en comparaciones tiende a sobrevalorar marcadamente la equidad y tiene

una relación no lineal con esta.

Donde N1 y N2 son los valores de la serie de Hill.

Objetivo

• Conocer diferentes métodos para medir diversidad basados en la

equidad, para conocer sus beneficios y saber en qué circunstancias es

mejor utilizarlos.

Materiales

• Datos de campo de la practica 5.

Procedimiento

1. Con los datos de campo de la practica 5 calcule el índice de Pielou para

2 muestras.

2. Después calcula el índice de Briollouin

96

3. Calcule la equidad de Brillouin

4. Calcule el índice de equidad de Bulla

5. Calcula el índice de equidad de Hill

6. Calcula el índice de equidad de Alatalo.

Resultados

Cuadro de Resultados

Índices Muestra 1 Muestra 2

Shannon - Wiener

Pielou

HB

Equidad de Brillouin

Equidad de Bulla

Equidad de Hill

Equidad de Alatalo

Escribe en el cuadro que es lo que indican los valores de cada índice

Pielou

Brillouin

97

Bulla

Hill

Alatalo

Cuestionario

1. Como podría utilizarse el Índice de diversidad en relación con la

contaminación?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Investigue y discuta la relación entre la diversidad y estabilidad de las

comunidades.

98

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3. Cuál es la relación entre la diversidad de una comunidad y el grado de

especialización de sus integrantes?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


99

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

100

PRACTICA 15. SIMILITUD ENTRE COMUNIDADES: INDICES CUALITATIVOS

Introducción

La diversidad beta o diversidad entre hábitats es el grado de

reemplazamiento de especies o cambio biótico que se presenta a través de

gradientes ambientales. Medir la diversidad beta difiere de medir diversidad

alfa y gamma, ya que estas últimas se pueden medir en función de especies,

mientras que la medición de la diversidad beta es de una dimensión diferente

porque está basado en proporciones o diferencias. Las proporciones pueden

evaluarse en función de índices de similitud, disimilitud o de distancia entre

muestras a partir de datos cualitativos que se basan en presencia-ausencia

de especies, o bien, con datos cuantitativos que consideran la abundancia

proporcional de las especies por medio de número de individuos, biomasa,

densidad, cobertura, etc.

Los índices de similitud expresan el grado en que dos muestras son

semejantes por las especies presentes en ellas, por lo que son una medida

inversa de la diversidad beta, pero con valores de similitud (s) es fácil calcular

la disimilitud (d) entre muestras, ya que se basan en valores de cero a uno ( d

= 1 – s ).

Basándose en datos cualitativos de presencia/ausencia de especies, el

coeficiente de similitud de Jaccard tiene valores de 0, cuando no hay especies

compartidas entre las comunidades que se comparan y 1 cuando las

comunidades tienen exactamente la misma composición.

Donde:

a = No. de especies del

sitio A

101

b = No. de especies del sitio B

c = No. De especies presentes en ambos sitios

El coeficiente de similitud de Sorensen relaciona el número de especies que

tienen en común las muestras con la media aritmética de las especies en

ambos sitios.

Donde:

a = No. de especies del sitio A

b = No. de especies del sitio B

c = No. De especies presentes en

ambos sitios

El índice de Sokal y Sneath separa las especies exclusivas para cada sitio y

son las que usa para calcular la similitud.

Donde:

a = No. de especies que aparecen exclusivamente en el sitio A

b = No. de especies que aparecen exclusivamente en el sitio B


El índice de Braun-Blanquet solo toma en cuenta las especies del sitio con

mayor riqueza y las especies que coinciden en ambos sitios.

102

Donde:

b = Numero de especies del sitio con mayor

riqueza

c = número de especies que coinciden en

ambos sitios.

También está el índice de Ochiai-Barkman que aunque es menos usado,

utiliza los mismos parámetros que Jaccard y Sorensen, que son los mas

usados.

Donde:

a = No. de especies del

sitio A

b = No. de especies del

sitio B


Todos estos índices utilizan características cualitativas de las comunidades,

utilizando solo presencia y ausencia de especies, lo cual es muy útil cuando

se hacen inventarios sin tomar en cuenta la abundancia de las especies en

cada sitio de muestreo.

Objetivo

• Utilizar índices que comparen que tan similares, o bien diferentes son

dos comunidades de acuerdo a la riqueza especifica.

Materiales

• Datos del muestreo de vegetación de la practica 5.

• Datos de muestreo de Roedores del cuadro 1 de Anexos.

103

Procedimiento

1. Con los datos de vegetación de la practica 5 para 2 muestras obtén el

coeficiente de similitud de Jaccard.

2. Compara las dos muestras por el coeficiente de Similitud de Sorensen.

3. Realiza la comparación con el índice de Sokal y Sneath.

4. Obten el índice de Braun-Blanquet y el índice de Ochiai-Barkman para

los mismos datos de vegetación.

5. Repite el proceso para comparar las muestras de Roedores para los

sitios de pastizal y matorral.

Bibliografía

Whittaker, R. H. 1972. Evolution and the mesurement od species diversity.

Taxon, 21(2/3); 213-251.

Resultados

Cuadro de Índices de Similitud

Vegetación Roedores

Jaccard

Sorensen

Sokal y Sneath

Braun-Blanket

Ochiai-Barkman

Según los diferentes índices de Similitud, Cuales fueron los resultados al

comparar las comunidades de vegetación y las de roedores?

104

Jaccard:_________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Sorensen:________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Sokal y Sneath: ___________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Braun-Blanket: ____________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Ochiai-Barkman:___________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

105

Cuestionario

1. De acuerdo a lo observado en tus análisis, cual es el método más

conveniente para comparar dos comunidades?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2. Si realizas una matriz de comparación de hábitats donde compares más

de dos sitios, que usos le puedes dar con un diseño de muestreo

sistematizado?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

____________________________________________________________

3. Diseña un análisis grafico de cómo puedes utilizar los índices de similitud

para observar el gradiente de cambio de un ecotono. Explícalo.

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

106

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

107

PRACTICA 16. SIMILITUD ENTRE COMUNIDADES: INDICES CUANTITATIVOS

Introducción

La descripción de una comunidad nos lleva necesariamente a la

comparación con otra o con ella misma en distintos tiempos, mediante la

evaluación de las semejanzas o diferencias de sus partes homólogas. Como

consecuencia de estas comparaciones tenemos la elaboración de una

clasificación, ya sea a nivel de asociación o de biocenosis.

Cuando se dispone de censos, la composición de una comunidad puede

expresarse mediante una lista de especies. Más aún, la composición de una

muestra inventariada se puede comparar con muestras adyacentes a la misma

comunidad, lo que revela, con base en las especies existentes, la similitud entre

las áreas muestreadas y, por ende, la heterogeneidad ambiental en la cual se

asienta la comunidad.

Este aspecto puede ser representado en forma de una matriz de similitud,

donde, de acuerdo con todas las combinaciones posibles entre las muestras, se

indica la similitud existente entre las diferentes zonas en las que se tomo la

muestra.

Los datos de un inventario para una comunidad o para distintas muestras

de una comunidad suelen presentarse en una tabla; cada renglón representa

una especie y cada columna una muestra, figurando en las intersecciones una

simple señal de presencia o ausencia o bien el resultado de un censo

(abundancia o cobertura), o mejor aún, el número de individuos o biomasa de los

mismos.

La medición de la similitud entre dos muestras o comunidades puede ser

cualitativa, tomando en cuenta solo la presencia – ausencia de especies, pero

también puede ser cuantitativa, donde se toma en cuenta la abundancia de cada

108

especie que forman las comunidades a comparar y por ende, comparando su

estructura.

Coeficiente de similitud de sorensen para datos cuantitativos

Donde:

aN = número total de individuos del sitio A

bN = número total de individuos del sitio B

pN = sumatoria de la abundancia más baja de cada una de las especies

compartidas entre ambos sitios.

Indice de similitud de morisita – horn

Donde:

ani = número de individuos de la i-esima especie en el sitio A

bnj = número de individuos de la j-esima especie del sitio B

da = Σ ani2 / aN2

db = Σ bnj2 / bN2

aN = Total de individuos del sitio A

bN = Total de individuos del sitio B

109

Este índice está fuertemente influido por la riqueza de especies y el

tamaño de las muestras, y tiene la desventaja de que es altamente sensible a la

abundancia de la especie más abundante.

Objetivo

• Utilizar índices que comparen que tan similares, o bien diferentes son dos

comunidades de acuerdo a la estructura de las comunidades.

Materiales

• Un par de inventarios de dos comunidades o de una comunidad

compuesta de varias muestras.

Procedimiento

De acuerdo con el inventario disponible, calcule la similitud entre las dos

comunidades o entre las muestras de una comunidad mediante los dos índices

anotados. En el segundo caso, elabore la matriz de similitud de acuerdo con la

tabla de trabajo 2.

Resultados

Compare los resultados obtenidos con ambos índices. Para el segundo

caso, defina las áreas con mayor similitud, auxiliándose con una escala relativa

de signos convencionales y anotándolos en la otra mitad de la matriz.

Tabla de trabajo 1

Especies 1 2 3 4 5 6

110

Tabla de trabado 2

S 1 2 3 4 5 6

1

2

3

4

5

6

111

CUESTIONARIO

1. Si se analiza un gradiente en una comunidad ¿Como es de esperarse el

esquema de similitudes en los diferentes puntos del mismo?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Ante una alteración ambiental, ¿cómo es de esperarse, sucesivamente

en el tiempo, la similitud para una misma comunidad.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Conclusiones

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

112


________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

113

PRACTICA 17. INDICES DE REEMPLAZO DE ESPECIES

Introducción

Las comunidades no tienen límites definidos en espacio o tiempo, debido

a que las distribuciones de las poblaciones de especies no coinciden unas con

otras, si no que coinciden en ciertas áreas de distribución de las especies, las

comunidades cambian de una a otra gradualmente, sustituyendo unas especies

por otras de manera gradual, hasta tener una comunidad completamente

diferente a la primera.

Los índices de reemplazo de especies proporcionan un valor de

diversidad beta en este sentido biológico y se basan en datos cualitativos.

El índice de Whittaker, que ha probado ser el más robusto para medir el

reemplazo entre comunidades, describe la diversidad gamma como la

integración de las diversidades beta y alfa, por lo que la diversidad beta puede

calcularse como la relación gamma/alfa:

Donde:

S = Numero de especies registradas en un conjunto de muestras (diversidad

gamma).

α = número promedio de especies en las muestras (α promedio).

114

El Índice de Cody tiene un efecto aditivo entre sus componentes pero no es

independiente de la riqueza de especies. Hay dos versiones del índice de cody,

la de 1975:

Donde:

g(H) = número de especies ganadas a través de un gradiente de comunidades.

p(H) = número de especies perdidas a través del mismo gradiente.

y la versión de 1993

Donde:

a: número de especies del sitio A

b: número de especies del sitio B

c: número de especies compartidas.

El índice de Routledge toma en cuenta tanto la riqueza total de especies en

todas las muestras (gamma) como el grado de solapamiento entre las especies.

Donde:

r = numero de pares de especies con distribuciones solapadas, si son dos sitios,

r es el numero de especies comunes en los dos sitios (r = c).

S = número de especies encontradas en todas las muestras.

115

El índice de Wilson y Schmida se basa en los términos de especies ganadas y

perdidas a lo largo de un transecto según el índice de Cody de 1975, y el valor

promedio de la riqueza de las muestras (alfa promedio) del índice de Wittaker.

Donde:

g(H) = Especies ganadas a través de un gradiente de comunidades.

p(H) = Especies perdidas a través de un gradiente de comunidades.

= promedio de las diversidades de las dos muestras.

Con el índice de Magurran, el valor de la diversidad beta aumenta conforme el

número de especies en los dos sitios aumenta, y también cuando se vuelven

más diferentes.

Donde:

Ij = Índice de similitud de Jaccard entre los sitios A y B

a = Numero de especies del sitio A

b = Numero de especies del sitio B

Objetivo

• Conocer índices que midan el grado en que van cambiando las

comunidades, y como se pueden usar para medir gradientes de ecotono.

Materiales

116

• Inventarios de las muestras tomadas por cada equipo para la practica 5.

Procedimiento

1. Haz tablas de trabajo por cada par de muestras hasta que abarques

todos los pares de muestras posibles.

2. Por cada par de muestras obtén los índices de reemplazo de especies de

Whittaker, Cody, Routledge, Wilson & Shmida y Magurran.

3. Acomoda las muestras en un gradiente de cambio de acuerdo al

reemplazo de especies y grafica como van cambiando gradualmente.

Resultados

M 1 2 3 4

1

2

3

4

Índicede

Whittaker

Índice de Routledge

117

M 1 2 3 4

1

2

3

4

M 1 2 3 4

1

2

3

4

Índicede

Cody

1975

Índice de Cody 1993

Índicede

Wilson

ySH

mida

Índice de Magurran

118

CUESTIONARIO

1. Como puedes utilizar estos análisis para hacer planes de manejo?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. En el caso de contaminación, deforestación y fragmentación de hábitats,

como te pueden ayudar los índices de reemplazo para prevenirlos?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

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Conclusiones

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PRACTICA 18. SUCESION

Introducción

La sucesión ecológica consiste en cambios que una comunidad sufre a

través del tiempo. La sucesión es un fenómeno de ocupación progresiva del

espacio. Las relaciones de competencia se manifiestan claramente y son

características a lo largo de los procesos de sucesión. La sustitución de unas

especies por otras en grupos de especies que desempeñan la misma función en

el ecosistema es uno de los acontecimientos esenciales en la sucesión, y se da

a través de procesos de competencia.

La etapa final de una sucesión se le llama clímax, que es un estado de

equilibrio hacia el que tienden los ecosistemas, que es el punto en el que están

altamente organizados, muy complejos y adaptados a condiciones que varían de

un punto a otro.

Hay dos tipos de sucesión, la primaria es el proceso natural de cambio en

los ecosistemas que va desde la roca madre hasta formar un complejo

ecosistema altamente poblado como bosques y selvas.

El otro tipo de sucesión es la secundaria, que se da cuando un

ecosistema en un proceso de sucesión primaria o ya en el clímax es destruido, y

entonces comienza un nuevo proceso de sucesión desde el punto en el que la

destrucción lo dejo, pero con características bióticas y abióticas que ya habían

sido influidas primero por el proceso de sucesión primaria natural, y después por

el proceso de destrucción del ecosistema.

Medir procesos de sucesión es un aspecto poco explorado, y se a

realizado en su mayoría con plantas. Los cambios que se dan a lo largo de este

proceso se pueden observar de dos formas: comparando el mismo sitio como

dos comunidades diferentes a través del tiempo por medio de índices de

similitud o disimilitud, o bien, observando el cambio en la composición de

especies en el tiempo (diversidad beta temporal). En el primer caso, se utilizan

121

índices de similitud para confirmar si la comunidad a cambiado en el tiempo

entre un muestreo y otro, y en el caso de observar el cambio de composición de

especies en el tiempo se puede realizar para observar cómo va cambiando la

comunidad gradualmente en el tiempo.

En comunidades inestables, donde frecuentemente entran especies

provenientes de comunidades cercanas, la diversidad beta temporal puede ser

muy importante.

Objetivo

• Comprender los métodos y la importancia de medir procesos de sucesión.

Materiales

• Datos de muestreo de un sitio natural en dos temporadas diferentes

(datos de la practica 5, repetir el muestreo en el mismo sitio en otra

fecha).

Procedimiento

1. Obtén los cuadros de especies de muestra 1 y 2 en diferente temporada.

2. Utiliza los índices de similitud de Jaccard y Sorensen cualitativos para

observar si hay diferencia en la riqueza especifica de la comunidad en los

periodos de muestreo.

3. Utiliza los índices de similitud de Jaccard y Sorensen cuantitativos para

observar si hay un cambio en la estructura de la comunidad en los periodos

de muestreo.

4. Obtén los índices de reemplazo de especies de Whittaker y Cody para

observar cual es el grado de cambio de la comunidad en el tiempo.

122

Resultados

Especie Muestra 1 Muestra 2

Cuadro de resultados de la comparación de muestras.

Índice Resultados

Jaccard cualitativo

Sorensen cualitativo

123

Jaccard cuantitativo

Sorensen cuantitativo

Whittaker

Cody 1975

Cody 1996

CUESTIONARIO

1. Como puedes utilizar estudios de sucesión para hacer propuestas de

conservación?

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2. En que áreas crees que es necesario desarrollar estudios de sucesión

más detallados?

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Conclusiones

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PRACTICA 19. COMPLEMENTARIEDAD

Introducción

La complementariedad se refiere al grado de disimilitud en la composición

de especies entre pares de biotas, observando el cómo dos sitios complementan

la diversidad de una matriz más grande aportando diferentes especies.

Para obtener el valor de complementariedad obtenemos primero dos medidas:

I. La riqueza total para ambos sitios combinados:

Donde a es el número de especies del sitio A, b es el número de especies del

sitio b y c es el número de especies en común entre los sitios A y B.

II. El número de especies únicas a cualquiera de los dos sitios:

III. A partir de los valores anteriores, se calcula la complementariedad de los

sitios A y B como:

Los valores de complementariedad varían desde cero, cuando ambos

sitios son completamente distintos, hasta uno, cuando las especies de ambos

sitios son completamente distintas.

126

El valor obtenido se puede expresar como el porcentaje de especies que

son complementarias entre dos sitios.

Objetivo

• Obtener el grado en que dos sitios se complementan para integrar la

riqueza especifica de una zona particular.

Materiales

• Datos de dos muestras de vegetación (practica 5).

• Datos de roedores del cuadro 1 de anexos.

Procedimiento

1. Obtener el porcentaje de especies complementarias de las muestras de

vegetación,

2. Obtener el porcentaje de especies complementarias del muestreo de

roedores.

Resultados

Muestras CAB % de spp.

complementarias

Vegetación M1

M2

M3

Roedores

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CUESTIONARIO

1. Qué papel juegan los índices de complementariedad en la definición de

límites geográficos de ecosistemas y tipos de vegetación?

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Conclusiones

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PRACTICA 20. DIVERSIDAD GAMMA

Introducción

La diversidad gamma es la riqueza de especies de un grupo de hábitats,

ya sea un paisaje, un area geográfica, una isla, que resulta como consecuencia

de la diversidad alga de las comunidades individuales y del grado de

diferenciación entre ellas. En la mayor parte de los casos, las medidas que se

han realizado de diversidad de areas que incluyen mas de un tipo de comunidad

se limitan a presentar listas de especies de sitios puntuales (diversidad alfa),

describiendo la diversidad regional (gamma) solo en términos de números de

especies, o bien, con cualquier otra medida de diversidad alfa.

Schluter y Ricklefs propusieron medir la diversidad gamma en base en los

componentes alfa, beta y la dimensión espacial:

Diversidad γ = Diversidad α promedio * Diversidad β * Dimensión de la

muestra

Donde:

Diversidad α promedio = número promedio de especies de las comunidades.

Diversidad β = inverso de la dimensión especifica, es decir, 1/número promedio

de comunidades ocupadas por una especie.

Dimensión de la muestra = número total de comunidades.

El valor de la diversidad gamma suele aproximarse al número total de

especies registradas en todas las comunidades.

Hay tres formulas derivadas para obtener la diversidad gamma

propuestas por Lande, la primera basada en la riqueza de especies, la segunda

en el índice de Shannon-Wiener y la tercera en el índice de Simpson.

Estas fórmulas dividen el valor de la diversidad gamma en dos

componentes aditivos y positivos: la diversidad dentro de las comunidades (alfa)

y diversidad entre comunidades (beta):

129

En el cálculo de diversidad gamma basado en la riqueza de especies, la

diversidad beta para usar la formula anterior se calcula usando la siguiente

fórmula:

Donde:

qj = peso proporcional de la comunidad j, basado en su área o cualquier otra

medida de importancia relativa.

ST = número total de especies registradas en el conjunto de comunidades.

Sj = número de especies registradas en la comunidad j.

Para calcular la diversidad gamma basándose en el índice de Shannon, igual

que en el caso anterior, la diversidad beta se calcula como:

Donde:



H’j = Índice de Shannon de la comunidad j.

130

Pi representa la frecuencia promedio de la especie i en el conjunto de

comunidades (pij) ponderada en función de la importancia de las comunidades

(qj).

Se obtiene la diversidad gamma de Shannon con la formula de Lande, cuyo

resultado te da que la diversidad gamma es el 100% de la diversidad de tu

paisaje o región, con lo que se puede calcular que porcentaje está formado por

diversidad alfa, y que porcentaje de la diversidad gamma está formado por

diversidad beta. Entre mayor es el porcentaje de diversidad beta, mas

uniformidad hay en el paisaje.

El cálculo de diversidad gamma basado en el índice de Simpson, ya que este

refleja el grado de dominancia en una comunidad, la diversidad de la misma

puede calcularse como D = 1 - λ. En este caso, la diversidad beta se calcula

como:

Donde:



λj = índice de diversidad de Simpson en la comunidad j.

y:

131

Objetivo

• Entender los métodos para medir la diversidad a nivel regional o de

paisaje, incluyendo varias comunidades.

Materiales

Inventarios de vegetación de todos los equipos realizados para la practica 5.

Procedimiento

1. Obtén la diversidad gamma de acuerdo a la propuesta inicial de Shluter y

Ricklefs.

2. Se usaran los inventarios realizados para la practica 5 de cada equipo, y

cada uno se tomara como una comunidad.

3. Se obtendrá la diversidad conjunta de las comunidades como si fueran

una sola, obteniendo riqueza específica, el índice de Shannon-Wiener y el

índice de Simpson.

4. Para cada comunidad se obtendrá la diversidad alfa, como riqueza

especifica, con el índice de Shannon-Wiener y con el índice de Simpson.

5. Promediar la diversidad alfa de las comunidades (( M1+M2 +

M3…+Mx)/x), de la riqueza especifica, del índice de Shannon-Wiener y del

índice de Simpson.

6. Calcular la diversidad beta, primero usando riqueza de especies, después

el índice de Shannon-Wiener y por último el índice de Simpson.

7. Calcular la diversidad gamma primero usando los datos calculados con

riqueza especifica, con los del índice de Shannon-Wiener y por ultimo con

los del índice de Simpson.

132

Resultados

Diversidad gamma de acuerdo a Shluter y Ricklefs

Resultados

Diversidad α promedio

Diversidad β

Dimensión de la muestra

Diversidad γ

Base de datos de muestras de vegetación

Especie M1 M2 M3 M4

133

Riqueza especifica

Índice de Shannon

Índice de Simpson

Cuadro de Frecuencias de especies.

Especie FM1 FM2 FM3 FM4 pM1 pM2 pM3 pM4 pprom Pi Pi lnPi

134

Cuadro de Resultados

Div. β Div. γ %α %β

Riqueza

Shannon

Simpson

CUESTIONARIO

1. Como puedes aplicar el cálculo de diversidad gamma en planes de

manejo para zonas de conservación y zonas perturbadas.

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2. Crees que sea necesario que se realicen inventarios en áreas naturales

protegidas para calcular la diversidad gamma del área a proteger? Por qué?

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Conclusiones

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ANEXOS

CUADRO 1; Muestreo de Roedores en dos ecosistemas en Mapimi.

MATORRAL Ind. PASTIZAL Ind.

Chaetodipus nelsoni 56 Chaetodipus penicillatus 8

Chaetodipus penicillatus 8 Dipodomys nelsonii 3

Dipodomys merriami 20 Dipodomys merriami 34

Dipodomys nelsoni 2 Neotoma albigula 37

Neotoma albigula 48 Perognatus flavus 2

Perognatus flavus 2 Peromyscus eremicus 4

Peromyscus eremicus 13 Reithrodontomis megalotis 1

Reithrodontomys megalotis 1

Spermophilus mexicanus 13

Spermophilus spilosoma 10

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