Métodos para estimar la biodiversidad www.fernandotuya.org/courses

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)

¿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…

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/

(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.

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

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

(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.

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

Un ejemplo… ¿Qué comunidad es más diversa, mas “equitativa”? Comunidad A Abundancia Comunidad B Achillea millefolia 1 Arrhenatherium elatius 6 2 Calluna vulgaris 95 Deschampsia flexuosa 5 Festuca rubra 10 3 Heracleum sphondylium Trifolium repenas Vicia sativa ¿Qué comunidad es más diversa, mas “equitativa”?

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…

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.

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.

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).

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

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?