Métodos para estimar la biodiversidad fernandotuya/courses

1. Métodos para estimar la biodiversidadwww.fernandotuya.org/courses

2. 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)

3. ¿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…

4. 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/

5. (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.

6. 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 - Comunidad con sólo una especie (Pi = 1.0); H’ = 0 - H’ = Índice de Shannon-Wiever, varía generalmente entre 1.5 and 3.5, raramente > 4.5

7. 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

8. (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.

9. Equitatibilidad = ratio, cociente entre la diversidad de una comunidad referida a la diversidad máxima posible E= H’/H’max = [-∑pi x log(pi)]/ log(S) • 0 < E < 1 • E tiende a 1 = comunidad balanceada en la abundancia de las especies. Nadie domina en abundancia • E tiende a 0 = comunidad dominadas en abundancia por una o pocas especies

10. Un ejemplo… ¿Qué comunidad es más diversa, mas “equitativa”?

11. 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…

12. 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.

13. 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.

14. 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).

15. 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

16. 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?