UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADORFACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

ÍNDICE DE LA BIODIVERSIDAD Y ESTABILIDAD DE AGROECOSISTEMAS..

INTEGRANTES:

FREIRE ROSA ANGÉLICA.PERALTA CATHERINE.

TOBALINA DANIEL.ZAMBRANO JOSÉ.PAREDES WILIAMS

BRUNO KEVIN.

DOCENTE:

ING. BARONA

CURSO:

ING. AMBIENTAL “SEPTIMO SEMESTRE”.

AÑO LECTIVO:

2016– 2017.

INTRODUCCIÓN

El estudio de la Biodiversidad es un tema muy importante en la ecología de las comunidades y en los diferentes ecosistemas. Nos indica las distintas especies de animales y plantas que se encuentran en una área determinada, la cual puede ir incrementándose o decayendo según las condiciones naturales y las acciones antrópicas.

En los últimos siglos los seres humanos han tratado de conquistar todos los medios de vida posible, contribuyendo al decaimiento de la biodiversidad en áreas donde en algún momento existió una gran variedad de especies de flora y fauna. Este decaimiento se produce ya sea de manera directa (sobreexplotación) o indirecta (cambio de hábitat).

Existen varios índices que se emplean para determinar la biodiversidad en los diferentes ecosistemas, pero los más usados son los de Shannon y Simpson.

Al momento de aplicar estos dos índices lograre conocer si el Refugio de Vida Silvestre Manglares El Morro se encuentra o no alterada por el hombre y si conserva una biodiversidad natural. También con su resultado podre tomar decisiones referente a su conservación.

CONCEPTO BIODIVERSIDAD.- De acuerdo con el PNUMA (1992) se define como la variabilidad que existe entre organismos de todos los sustratos (terrestres, marinos, y otros sistemas acuáticos) y el complejo ecológico del cual ellos forman parte. El concepto incluye la diversidad dentro de las especies (genética) entre especies (riqueza de especies), ecológica (comunidades) y de ecosistemas (interacciones biótico- abiótico).

La diversidad ecológica se refiere entonces a la riqueza de la comunidad y las abundancias relativas (equidad) de las especies. La diversidad es frecuentemente utilizada como un importante indicador del funcionamiento del ecosistema, dado que la riqueza de especies es sensible a las condiciones físicas de los ecosistemas, la heterogeneidad de hábitats y otros factores basados en interacciones bióticas.

IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD.

Los diferentes elementos que componen la biodiversidad conforman verdaderas unidades funcionales, que aportan y aseguran muchos de los servicios básicos para nuestra supervivencia.

Una mayor biodiversidad permite a una ecosistema resistir mejor a los cambios ambientales mayores, haciéndolo menos vulnerables. Los elementos que constituyen la diversidad biológica de un área son los reguladores naturales de los flujos de energía y materia en el ecosistema.

La mayoría de las personas ve la biodiversidad como un depósito de recursos útil para la fabricación de alimentos, productos farmacéuticos, fibras textiles y cosméticos.

La mayoría de las especies tiene que ser evaluada aun por la importancia económica y ecológica actual y futura. Sin embargo, debemos ser conscientes de que aún nos falta mucho para saber valorar, no solo lo económico, si no más aun el valor que tiene para los ecosistemas y ese valor o precio no lo podemos ni siquiera imaginar.

La biodiversidad es importante porque cada especie puede dar una pista a los científicos sobre la evolución de la vida. Además, la biodiversidad ayuda a la ciencia a entender cómo funciona el proceso vital y el papel que cada especie tiene en el ecosistema.

MEDICIÓN DE LA BIODIVERSIDAD.

Los estudios sobre la medición de la biodiversidad se han centrado en la búsqueda de parámetros para caracterizarla como una propiedad de las comunidades ecológicas.

Según Marragun (1987), la diversidad es un concepto que no es fácilmente definible, ya que no se compone de un solo elemento, sino de dos: la variación y la abundancia relativa de las especies.

ÍNDICE DE LA BIODIVERSIDAD

RIQUEZA ESPERADA DE HURLBERT:

 (Hurlbert’s expected species richness) abreviado como “E (Sn)”. El cálculo está basado la ecuación de Hurlbert (1971) que estima el número de especies en base a submuestras de individuos seleccionados de manera aleatoria.

RIQUEZA DE ESPECIES:

(Species richness) abreviado como “S”. El cálculo más simple de diversidad: Número total de especies obtenido por un censo de la comunidad.

ÍNDICE DE SIMPSON

Índice de diversidad de Simpson (también conocido como el índice de la diversidad de las especies o índice de dominancia) es uno de los parámetros que nos permiten medir la riqueza de organismos. En ecología, es también usado para cuantificar la biodiversidad de un hábitat. Toma un determinado número de especies presentes en el hábitat y su abundancia relativa. El índice de Simpson representa la probabilidad de que dos individuos, dentro de un hábitat, seleccionados al azar pertenezcan a la misma especie.

La fórmula para el índice de Simpson es:

Dónde:

S es el número de especies

N es el total de organismos presentes (o unidades cuadradas)

n es el número de ejemplares por especie

El índice de Simpson fue propuesto por el británico Edward H. Simpson en la revista Nature en 1949.

ÍNDICE DE SHANNON

El índice de Shannon, de Shannon-Weaver o de Shannon-Wiener se usa en ecología u otras ciencias similares para medir la biodiversidad específica.1 Este índice se representa normalmente como H’ y se expresa con un número positivo, que en la mayoría de los ecosistemas naturales varía entre 0,5 y 5, aunque su valor normal está entre 2 y 3; valores inferiores a 2 se consideran bajos y superiores a 3 son altos. No tiene límite superior o en todo caso lo da la base dellogaritmo que se utilice. Los ecosistemas con mayores valores son los bosques tropicales y arrecifes de coral, y los menores las zonas desérticas. La ventaja de un índice de este tipo es que no es necesario identificar las especies presentes; basta con poder distinguir unas de otras para realizar el recuento de individuos de cada una de ellas y el recuento total.

La fórmula del índice de Shannon es la siguiente:

dónde:

 – número de especies (la riqueza de especies)

 – proporción de individuos de la especie i respecto al total de individuos (es

decir la abundancia relativa de la especie i): 

 – número de individuos de la especie i

 – número de todos los individuos de todas las especies

De esta forma, el índice contempla la cantidad de especies presentes en el área de estudio (riqueza de especies), y la cantidad relativa de individuos de cada una de esas especies (abundancia)

CALCULO DEL ÍNDICE DE BIODIVERSIDAD DE UN TRANSECTO DENTRO DEL REFUGIO DE VIDA SILVESTRE MANGLARES EL MORRO.

METODOLOGÍA

Previo a las salidas de campo, se realizaron consultas bibliográficas relacionadas al ecosistema circundante del área de estudio para su posterior descripción y análisFASE DE CAMPO

Para realizar esta fase, tuvimos que crear un transecto de 50m x 2m dentro del área de estudio. Una vez realizado esto, se aplicó la metodología de Evaluación Ecológica Rápida (EER) recomendada para estudios de corta duración, dicha metodología fue utilizada para analizar la flora del lugar en donde se realizó un registro de especies con la ayuda de libretas y guías de campo ilustradas, receptor GPS, cámara fotográfica. Posteriormente, se comenzó a tomar el DAP de cada especie, siguiendo las reglas establecidas para este proceso. Una vez obtenidas las especies con sus respectivas DAP y frecuencia, se pudo proceder al análisis del área basal, Dominancia relativa, densidad relativa y valor de importancia. El cual se muestra en la sección anexos.

Transecto El Morro

4.2 FASE DE LABORATORIO

Una vez registradas todas las especies en la fase de campo, las que no fueron reconocidas a simple vista se realizó su respectiva colección con bolsas plásticas transparentes de 30x40cm. Luego fueron depositadas en un costal. Esto ayuda a que no se deterioren las muestras, da mayor agilidad al proceso de prensado.

Posteriormente se procedió a verificar y reconocer las especies colectadas, con la ayuda de respaldo bibliográfico como: Catálogo de Plantas Vasculares del Ecuador (Jorgensen & León, 1999) y otros recursos dentro del laboratorio.

5 MARCO TEÓRICO

Biodiversidad o diversidad biológica: Es la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la variación dentro de cada especie, entre las especies y los ecosistemas (IAvH 2000).

Diversidad alfa (α): Está referida a un nivel local y refleja la coexistencia de las especies en una comunidad.

Diversidad beta (β): Es la medida del grado de cambio o reemplazo en la composición de especies entre diferentes comunidades en una región; refleja la respuesta de los organismos a la heterogeneidad espacial.

Diversidad gamma (γ): Es la riqueza total de especies en una región en la cual se incluyen varias comunidades o el recambio existente entre regiones; refleja fundamentalmente los procesos históricos (evolutivos) que han actuado en un nivel geográfico mayor.

Transepto: Trayecto a lo largo del cual se realizan las observaciones o se toman las muestras para un proyecto científico de investigación. Para nuestro caso debe de ser 50m x 2m.

Universo del estudio: Componentes bióticos y abióticos de interés en un área geográfica definida.

Variable cuantificable (de respuesta): Característica susceptible de ser medida o cuantificada en una entidad biológica definida, por ejemplo, abundancia y riqueza de especies en una comunidad de aves.

Unidad cuantificable (de respuesta): Individuo, entidad u objeto del cual se desea observar todas o algunas de sus características para ser medidas o contadas.

 Técnica de muestreo: Conjunto de procedimientos y métodos, con el fin de obtener datos que midan la variable bajo estudio.

Método de muestreo: Aplicación ordenada de las técnicas de muestreo.

Muestreo: Acción de seleccionar y obtener muestras con un método definido.

Muestra: Conjunto de datos de una entidad biológica obtenidos en un muestreo.

Unidad de muestreo: Unidad básica de la cual se obtienen muestras. Dependiendo del grupo biológico estudiado y del método de muestreo empleado, la unidad de muestreo puede tener diferentes unidades de medida ya sean de área, tiempo, etc.

Base de datos: Conjunto de datos estructurados y consistentes que facilitan su comprensión, uso y aprovechamiento. Existen diferentes tipos de bases de datos: relacionales y de archivos planos (tipo simplificado que contiene únicamente una tabla de datos); incluso una tabla organizada manualmente cabe dentro del concepto. La sistematización de una base de datos (conversión digital) facilita el análisis y uso de los contenidos.

Inventario: Es la forma más directa de reconocer la biodiversidad de un lugar (Noss 1990).

En su definición más compleja, el inventario se considera como el reconocimiento, ordenamiento, catalogación, cuantificación y mapeo de entidades naturales como genes, individuos, especies, poblaciones, comunidades, ecosistemas o paisajes (UNEP 1995).

Los datos provenientes de los inventarios pueden ser procesados, contextualizados y analizados para obtener una caracterización de la biodiversidad; pueden tener aplicación en sistemática, ecología, biogeografía y manejo de ecosistemas, entre otros. Ellos aportan información sobre el estado de conservación de la biodiversidad, la detección y evaluación de cambios biológicos y ecológicos, y la estimación de la proporción de la biodiversidad que falta inventariar.

Datos Geográficos: Todo objeto que ocupa un lugar en el espacio es susceptible de ser localizado mediante un sistema de referenciación espacial, utilizando, por ejemplo, un sistema de coordenadas. Aunque existen diversos sistemas de coordenadas, algunos de ellos son de conocimiento y uso universales. Existen también sistemas de referencia domésticos, es decir los que son adoptados y utilizados por cada país, dependiendo de su ubicación y distribución territorial en la Tierra.

Los sistemas de referenciación especial: Son usados para dar información sobre la posición del objeto, y constituyen un parámetro importante, dadas las posibilidades que ofrecen los sistemas informáticos modernos para el almacenamiento adecuado y posterior tratamiento de los datos para generar información útil en diversas aplicaciones y disciplinas. En el campo de la biología, por ejemplo, los datos pueden ser tratados para generar información sobre distribución geográfica de especies.

Coordenadas Geográficas: El sistema con el que más estamos familiarizados es el de meridianos y paralelos que dividen al globo y definen la longitud y la latitud. Este sistema, conocido como coordenadas geográficas, es el más antiguo y utilizado a nivel mundial. En este sistema los paralelos y los meridianos no son rectos, por lo que las coordenadas geográficas pueden considerar- se esféricas, ya que indican la situación de un punto sobre una superficie esférica (o elipsoidal). Cada punto de la superficie terrestre es localizado en la intersección de un meridiano con un paralelo.

Longitud: De un lugar se define como la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el meridiano de origen o de Greenwich. Todos los puntos ubicados a lo largo de un meridiano tienen la misma longitud.

Latitud: De un lugar es la distancia angular entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y la línea del Ecuador, medida sobre un meridiano.

Grados Sexagesimales: Este sistema de medidas angulares resulta de dividir un ángulo recto en 90 partes iguales, constituyendo cada parte un grado sexagesimal.

Ej. 60°35’54” W, 12°15’43” N

Grados Decimales: Este sistema expresa las coordenadas geográficas en fracciones de grado.

Ej. 45,3725° lo que equivale a 45°22’21” en grados sexagesimales.

Muestreos de Plantas Leñosas: Esta metodología se utiliza para determinar la riqueza de especies de plantas leñosas y suministra información de la estructura de la vegetación. Fue propuesta por A. Gentry (1982) y ha sido ampliamente utilizada en el Neotrópico, lo que permite realizar buenas comparaciones. Este método consiste en censar, en un área de 0.1 ha, todas los individuos cuyo tallo tenga un diámetro a la altura del pecho (DAP medido a 1.3 m desde la superficie del suelo) mayor o igual a 2.5 cm.

Recomendaciones para la aplicación del método de plantas leñosas dentro del transecto: En el campo es frecuente encontrar individuos que es difícil establecer si deben incluirse como un registro en un transecto o para determinar en qué parte del tallo se mide el DAP. Estas son algunas situaciones que se pueden presentar:

Si hay un árbol vivo caído, cuya raíz se encuentra dentro del transecto, pero su tallo y follaje están fuera del mismo, entonces debe incluirse. Por el contrario, si su tallo y follaje están dentro del transecto, pero no su raíz, entonces no debe incluirse.

Si se presenta un árbol que se encuentra en el límite del transecto, debe incluirse siempre y cuando la mitad o más de su tronco esté dentro del transecto.

Si un individuo dentro de un transecto tiene un DAP de 0.9 cm o una CAP de 2.9 cm no se incluye, solamente se añaden los individuos cuyo DAP es igual o mayor a 1 cm o el CAP es mayor o igual a 3 cm.

Cuando se encuentra un individuo caído dentro de un transecto, su DAP o CAP debe ser medido sobre el tronco a una distancia 1.3 m desde donde sale la raíz.

Si se encuentra un individuo cuyo tallo es ramificado por debajo de 1.3 m de la superficie, debe medirse cada una de las ramificaciones a la altura del pecho y posteriormente se suman las áreas basales obtenidas de cada una de estas ramificaciones.

Los árboles con raíces tabulares muy altas, deben medirse arriba de éstas, es decir, donde comienza el fuste recto del tallo, así esté por encima de la altura del pecho.

Estrato Herbáceo: Es el estrato hasta los 1.5 m de altura desde el suelo; presenta una cobertura aproximada del 80%.

Estrato Arbustivo: Se encuentra entre los 1.5 y 5 m de altura; presenta una cobertura del 50%.

Estrato Subarbóreo: Se encuentra entre los 5 y 12 m de altura con una cobertura aproximada del 50%.

Estrato Arbóreo Inferior: Se encuentra entre 12 y 25 m de altura y presenta una cobertura aproximada del 70%.

Índices de Biodiversidad: La diversidad puede ser expresada cuantitativamente por medio de varios índices de diversidad.

Índice de Margalef: DMg = (S – 1) / ln N, siendo S la riqueza o número de especies y N el número total de individuos de la muestra. Es un índice de riqueza de especies.

Indice de Brillouin: Este índice asume comunidades finitas, donde las probabilidades de extracción o encuentro de algunas especies van modificándose acorde con los elementos que ya han sido colectados.

Índice de Simpson: Es conocido como la medida de concentración y refiere la probabilidad de extraer dos individuos de la misma especie, también se emplea como un índice de dominancia dada su marcada dependencia de las especies mas abundantes.

Si el ni es el número de individuos de especies i en la muestra, y N es el número total de todos los individuos contado, entonces es un estimador para el índice de Simpson por probar sin el reemplazo.

,

Note que, con los valores cerca de cero que corresponde casi a los ecosistemas muy diversos o heterogéneos y valores uno correspondiendo a los ecosistemas más homogéneos.

Biólogos que encuentran esto a veces confundiendo usan 1 / D en cambio; confusamente, esta cantidad recíproca

También se llama el índice de Simpson. Otra alteración es redefinir el índice de Simpson como

Índice de Berger-Parker: = d = Nmax / N, siendo Nmax el número de individuos de la especie.

Indice de McIntosh: = D = (N – U) / (N – N1/2), siendo U = (Σ ni2)1/2 y ni el número de individuos pertenecientes a la especie i en la muestra. Es un índice estructural de dominancia.

Índice de Shannon: Indica que todo los individuos sean muestreados al azar y que todo los individuos de la comunidad Pi=Proporción de individuos de cada especie en la comunidad, esta proporción se estima a partir de n/N, que es la relación entre el número de individuos de la especie i(ni) y el número total de individuos de todas las especies (N) Esta fórmula se utiliza Log en base 2, pero usualmente se utiliza Log10 o en ln para una mayor facilidad de cálculo, los resultados serán comparables si los datos fueron realizados con los misma base.

El índice de Shannon – Wiener esta descrito para comunidades indefinidamente grandes que no se pueden estudiar en su totalidad, resultados es un valor estimado.

Parámetros para sacar el área basal, densidad relativa, dominancia relativa y valor de importancia:

Parámetro Fórmula

Área basal π (DAP m )²/4

Densidad Relativa (DeR)

(Número de árboles de especia A / número total de árboles en parcela) x 100

Dominancia Relativa (DoR)

(Área basal de especie A / Área basal total de árboles en parcela) x 100

Valor de Importancia (IVI)

(DeR + DoR)/100

RESULTADOS

Índice de Shannon

N Nombre Común Nombre Científico Freq Pi Pi Ln Pi1 Algarrobo Ceratonia siliqua 13 0,36 -0,37

2 Monte SaladoCryptocarpus pyriformis 4 0,11 -0,27

3 Chalan 2 0,06 -0,27

4Campanita Amarilla 8 0,22 -0,27

5 Majagua 2 0,06 -0,256 Cactus 3 0,08 -0,257 Ceibo Erythrina cristagalli 3 0,08 -0,258 Acacia Acacia sp 1 0,03 -0,25

36 1,00 -2,182.18

N.- Nombre Común Nombre Cientifico Fre Pi (2/32) Pi*Ln*Pi1 Caoba Swietenia sp 2 0,06 -0,172 Araucaria Araucaria sp 1 0,03 -0,113 Yuca Ornamental Yucca elephantipes 7 0,22 -0,334 Guachapeli Albizia guachapele 2 0,06 -0,175 Ficus Ficus sp 1 0,03 -0,116 Acacia Acacia sp 3 0,09 -0,227 Cactus 6 0,19 -0,328 Paja Toquilla Corludovica palmata 1 0,03 -0,119 Eucalipto Eucalyptus sp 2 0,06 -0,17

10 Fosforillo Alchornea sp 1 0,03 -0,1111 Palma Real Roystanea regia 3 0,09 -0,2212 Mango Mangifera indica 1 0,03 -0,1113 Palma de Coco Cocos nucifera 2 0,06 -0,17

32 -2,32

Índice de Simpson

N Nombre Común Nombre Científico Abundancia n(n-1)/N(N-1)1 Algarrobo Ceratonia siliqua 13 0,122 Monte Salado Cryptocarpus pyriformis 4 0,013 Chalan 2 0,004 Campanita Amarilla 8 0,045 Majagua 2 0,006 Cactus 3 0,007 Ceibo Erythrina cristagalli 3 0,008 Acacia Acacia sp 1 0,00

36 0,19 dominancia

1-S 0,81 diversidad

N.- Nombre Común Nombre Científico Abundancia (n) (n(n-1) / N (N-1) Columna11 Caoba Swietenia sp 2 0,00202 Araucaria Araucaria sp 1 0,00003 Yuca Ornamental Yucca elephantipes 7 0,04234 Guachapeli Albizia guachapele 2 0,00205 Ficus Ficus sp 1 0,00006 Acacia Acacia sp 3 0,00607 Cactus 6 0,03028 Paja Toquilla Corludovica palmata 1 0,00009 Eucalipto Eucalyptus sp 2 0,0020

10 Fosforillo Alchornea sp 1 0,000011 Palma Real Roystanea regia 3 0,006012 Mango Mangifera indica 1 0,000013 Palma de Coco Cocos nucifera 2 0,0020

N 32 0,0927 dominancia 0,9073 diversidad

Según el índice de Shannon, dicha área protegida no tiene una diversidad significativa, ya que, la especie dominante fue el Algarrobo “Ceratonia siliqua” , el cual ocupa la mayoría del área.

Según el indice de Simpson, de igual manera la especie dominante fue Algarrobo “Ceratonia siliqua” , pero este no nos proporciono un resultado verdadero o

correcto de la biodiversidad, porque la muestra tomada no fue abundante o no fue la necesaria para aplicar esta formula.

Ahora bien, como habíamos explicado anteriormente, el Algarrobo “Ceratonia siliqua”, es el que tiene mayor área basal, por lo tanto, posee mayor dominancia y densidad .Pero no se puede decir que sea el de mayor importancia. Debemos de analizar cual de todas las especies necesita más atención o si algunas se encuentra en peligro de extinción (EX) o peligro crítico (CR).

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• El índice de Shannon nos muestra una diversidad biológica media en ambos casos (2,18 – 2,32). Esto pudo haber ocurrido por el tamaño de la muestra. Se recomienda en futuras practicas unificar las muestras de un solo transepto para tener resultados más ajustados a la realidad.

• El índice de Simpson, en lo contrario, nos muestra una diversidad biológica elevada en ambos casos (0.9073 - 0.88). Se debe tener en cuenta este resultado es tentativo. Ya que, el tamaño de la muestra influye bastante en el resultado obtenido. Se recomienda en futuras practicas unificar las muestras de un solo transepto para obtener resultados más ajustados a la realidad.

• Los cálculos de área basal y dominancia son superiores para el Algarrobo “Ceratonia siliqua” y chalan en un sector y Guachapeli “Albizia guachapele”, Acacia “Acacia sp” y el eucalipto “Eucalyptus sp”. Se recomienda en este caso, utilizar estos cálculos como guía de evaluación ecológica rápida.

BIBLIOGRAFIA

http://www.ba.ieo.es/bioatlasmarino/indices-de-biodiversidad

http://www.fcnym.unlp.edu.ar/catedras/ecocomunidades/TPN3Diversidad.pdf

http://simce.ambiente.gob.ec/sites/default/files/documentos/belen/Plan%20de%20Manejo%20REVISMEM.pdf

http://www.humboldt.org.co/publicaciones/uploads/067_Metodos_Inventarios_2004.pdf