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