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Medición de la diversidad: métodos y suslimitaciones

-Componentes de la diversidad sensu Whittaker-Medidas de riqueza / abundacia-Fuentes de datos-Un ejemplo para estimar riqueza y el efecto de laescala-Límites inferiores a la diversidad alfa para aves en seislocalidades con climas severos-Algo sobre patrones globales y conserveación

11 de septiembre de 2006

http://www.pdfdesk.com

Medición de la diversidad: métodos y sus limitaciones

La empresa es tan descomunal que pareceinalcanzable. La biodiversidad es un conceptoimpreciso ….para cuyo cálculo no existe unidad demedida universal ni puede considerarse un únicoatributo. De modo que no existe un modoinconfundible de definir el lugar con mayorbiodiversidad…..

Jorge Lobo

¿Qué medir? ¿Cómo medir?


Componentes de la diversidad de especies

* Whittaker 1960

- Recambio de especiesen gradientesen el espacio(en el tiempo)

- Diferenciación- Distancia ecológica- Función cambio hábitat- Grado de sobrelapamientode la distribución de lasespecies

-- complementaridad encomposción

β(between-habitatdiversity).

γ Diversidadregional

(Número deespecies)

αDiversidad

local(número de

especies)(within-habitat diversity)

= γ/ α


Totalnumberofpublications,log


Mediciones de la diversidad biológica

Riqueza de especies• Índices de riqueza específica (S)= número total de especies (α,γ)• Índices que relacionan número de especies con el número deindividuos (abundancia)•Rarefacción (para tamaños de muestra diferentes)•Funciones de acumulación de especies•Métodos no paramétricos (ejemplo más adelante)

Variación en la estructura de la comunidad• Modelos paramétricos• Modelos no paramétricos• Índices de abundancia proporcional• Índices de dominancia• Índices de equidad (Shannon –Wiener)


México80%

ND3%Europa

3%Canadá

1%

E.U.A.13%

Herbario Virtual de México1,300,000 registrosprovenientes de más de 30Herbariosde Mexico y el extranjero.


Angiospermas

1

10

100

1,000

10,000

100,000

1,000,000

regi

stro

scu

rato

riale

s

1810 1830 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990años


1

10

100

1,000

10,000

100,000

regi

stro

scu

rato

riale

s

1810 1830 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 años

Aves


Mamíferos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0

FrecuenciaRelativa(%)

Logaritmo del Número de Registros por Localidad

Límites superiores de las Categorías


Logaritmo del Número de Registros por Localidad

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0

FrecuenciaRelativa(%)

Límites superiores de las Categorías

Lepidoptera (Rhopalocera)


Ténicas de extrapolación para enfrentarel problema de los sesgos en los datos


Estimación del tamaño del problemade “esfuerzo insuficiente”

• Curvas derarefacción (Hulbert)

• Proceso denacimientos puros(Soberón y Llorente)

• Captura-recaptura(Chao)

• ExtrapolaciónBayesiana(Nakamura yChristian) 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120

Esfuerzo de Colecta Acumulado

Asíntota

NúmerodeEspeciesAcumulado


Índice de suficiencia de esfuerzo de colecta•El método ICE*,

descrito por Colwellse puede usar paraobtener unaasíntota.

•Un índice C se usapara medir el gradode avance en elinventario.

j

ice

iceiceice

notfrfreqice

QlasdeiacióndeeCoeficient

CQ

CS

SS

var

2

21

=

++=

γ

γ

10 ≤=≤iceS

ObservadasEspeciesC

*Incidence-based Coverage Estimator ofspecies richness


Base de datos de aves, para todo México C=0.98

Superficie: 1.9X106 km2

Soberón et al. (enviado)


Blanco C < .1Amarillos .11 < C < .3Naranjas claros .31 < C < .6Naranjas obscuros .61 < C < 1

Rectángulos de 4.8x105 km2

Rectángulos de 1.2x105 km2



Rectángulos de 3 x 104 km2


Rectángulos de 7.5 x 103 km2



Non-Outlier MaxNon-Outlier Min75%25%MedianOutliers

Resolution

Aves

C

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512

106 km2 103 km2 1 km2



Non-Outlier MaxNon-Outlier Min75%25%MedianOutliersExtremes

Resolution

Mamíferos

C

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512

106 km2 103 km2 1 km2



Non-Outlier MaxNon-Outlier Min75%25%MedianOutliersExtremes

Reptiles y Anfibios

Resolution

C

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512

106 km2 103 km2 1 km2



Non-Outlier MaxNon-Outlier Min75%25%Median

Mariposas

Resolution

C

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512

106 km2 103 km2 1 km2



Límites inferiores ala diversidad alfa

de aves en México

Tesis de doctorado: Héctor Gómez de Silva GarzaInstituto de Ecología, UNAMLáminas presentación: Conversaciones sobrediversidad biológica “el significado de alfa, beta ygamma”


INVENTARIOS DE TRES DESIERTOS MUY ÁRIDOSY TRES BOSQUES DE CLIMAS MUY FRÍOS

DesiertoBosque de clima frío

Trópico de Cáncer

Héctor Gómez de Silva Garza


POSIBLE EXPLICACIÓN PARCIAL• comunidad con recurso no utilizados tenderá a ser

invadida por alguna especie capaz de utilizar dichorecurso (Fox & Brown 1995)

• “comunidades saturadas” en cuanto a gruposfuncionales

TRABAJO DE CAMPO

21 de marzo de 1997 a 30 de septiembre de 1998 (un año y medio)30 días• Cada 3 meses• Caminatas libres• Identificación visual y auditiva



II. GREMIOS ALIMENTARIOS (Terborgh et al. 1990)Carnívoras

capturan presas terrestrescapturan presas no terrestrescarroñeras

Insectívorascapturan presas al vuelo arriba del doselcapturan presas al vuelo entre el dosel y el suelocapturan presas terrestrescapturan presas del interior de la maderacapturan presas sobre corteza o epífitascapturan presas en el follaje

NectarívorasFrugívoras/Granívoras

se alimenta en el suelo o en arbustos bajosse alimenta en los árboles Héctor Gómez de Silva Garza


II. PREDICCIONES

1. … todos los ensamblajes de aves de México deberán tenercuando menos una especie perteneciente a cada gremioalimentario que corresponda a dichos recursosSe cumple con excepción de sitios con los climas másseveros (<1% de México)

2. … si se llegaran a encontrar ensamblajes con recursos noutilizados, éstos corresponderán a localidades con climasseveros



4 ensamblajes (97%): 12 gremios1 ensamblaje: 11 gremios1 ensamblaje: 10 gremios

los ensamblajes funcionalmente insaturadosno eran dos cualesquiera

II. RESULTADOS



0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30Temperatura media anual (°C)

Pre

cipi

taci

ónan

ual(

mm

)

N = 77localidades



EXCEPCIÓN QUE CONFIRMA LA REGLA

Climas severos impiden la invasión de especies

Pero en general: límite inferior a la diversidadrelacionada con saturación funcional de nichos



Algo sobre patrones globales


… Latitudinal gradients

0

20

40

60

80

100

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60Latitude

spec

ies

richn

ess

0

0.1

0.2

0.3

0.4

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

Latitude

β


Diversidad de plantas vasculares

Número deespecies

1 – 283284 –773774 – 13491350 – 18991900 – 4,4995,000 – 9,99910,000 – 17,29817,300 – 19,99920,000 – 49,00050,000 – 56,215

Proporción especiesendémicas / número de especies

0 0.5 1

Número de especies endémicas

0 1500 18,000

UNEP (WCMC) 2004. Species data (unpublished,september, 2004) Cambridge, UK


Diversidad de anfibios


0 55 454 0 0.5 1


Número deespecies

01 – 1415 – 2627 – 4647 – 6667 – 110111 – 162163 – 299300 – 599600 - 695



Diversidad de reptiles


0 0.5 1


Número deespecies

01 – 2627 – 5051 – 8182 – 122123 – 180181 – 379380 – 499500 – 799800 - 880

0 150 760



Diversidad de aves


0 60 443 0 0.5 1


Número deespecies



Diversidad de mamíferos


0 50 225


Número deespecies

0 0.5 1



La “pérdida de la biodiversidad”El problema mundial

La destrucción de hábitats primarios es la primeracausa de extinicón de las especies en la mayoría delas regiones del mundo Peterson et al. 2006


¿una solución?

The UN Millenium Development Goals include “to achieve by 2010 asignificant reduction in the current rate of loss of biological diversity”

Peterson et al. 2006


Se conoce muy poco de dónde hay pérdidad depoblaciones y de cuánto se ha perdido



• Tiempo esperadode extinicón• Tasas de cambio oreducción• Áreas con mayorriesgo• Etc.

• Mapas dedistribucióngeográfica de lasespecies en eltiempo

• Estadísticas acercadel rango perido y latasa de extinción

A través deconocimiento de áreas

dedistribución

Percentageofremaining

distributionalarea

0

50

100

1976 1993 2000

Mexican prairie dog(Cynomys mexicanus)

Mexican agouti(Dasyprocta mexicana)

Additional StatisticsCynomys mexicanus

Dasyprocta mexicana



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