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Métodos para estimar la biodiversidad

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Estructura de las 3 siguientes clases

• 1era clase: ¿cómo medir la biodiversidad?

• 2da clase: Introducción al análisis multivariante como forma alternativa de analizar relaciones de biodiversidad en comunidades biológicas

• 3era clase: Prácticas con PCs (software Primer, disponible en la biblioteca BASS)

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¿Por qué medir la biodiversidad?

• Comparabilidad – Entre estudios– Entre sitios– Entre investigadores– Toma de decisiones en gestión ambiental. Por

ejemplo, qué zona protejo, dónde declaro una reserva marina, etc…

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Descriptores específicos de la biodiversidad

• (1) “Riqueza de especies”: el número de especies presentes (en una región concreta, en un listado, en un hábitat, en un sitio). Es por tanto, un nº entero. Se denomina: “S”

• Un ejemplo BIOTA-Canarias:

www.gobcan.es/cmayot/medioambiente/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?