UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ECOLOGÍA ANÁLISIS DE LA COMUNIDAD Ing. M.Sc. ELADIO GUILLERMO TUYA CASTILLO.
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INTRODUCCIÓN
PREGUNTAS ¿Cuáles son los aspectos que caracterizan las estructurales de la comunidad?. ¿Cuáles los métodos de muestreo de la comunidad? ¿Qué es la diversidad de especies? ¿Qué viene a ser la diversidad de especies e índice de diversidad? ¿Cuáles son los modelos matemáticos para el análisis de la comunidad?. ¿Cuáles son los factores que originan la gradiente de diversidad? ¿Qué es la sucesión ecológica?. ¿Cuáles son las etapas de la sucesión ecológica?.
RESPUESTAS La comunidad se puede evaluar con fines de manejo, empleando modelos matemáticos y estadísticos en diversos tipos de ecosistemas. La sucesión ecológica es parte del desarrollo de las comunidades y la evolución de los ecosistemas.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
a. Conocimientos Describe las características estructurales de la comunidad. Explica métodos de muestreo de la comunidad. Define la diversidad de especies. Explica la diversidad de especies e índice de diversidad Aplica modelos matemáticos para el análisis de la comunidad. Explica los factores que originan la gradiente de diversidad. Define la sucesión ecológica. Explica las etapas de la sucesión ecológica.
b. Actitudinales Valora la importancia de análisis de las comunidades empleando diversos modelos conceptuales y matemáticos. Interioriza la importancia de la sucesión ecológica de los ecosistemas.
c. Procedimental
Aplica modelos matemáticos en la evaluación de las comunidades vegetales y animales. Diseña modelos de sucesión ecológica en diversos tipos de ecosistemas
ANÁLSIS DE LA COMUNIDAD: LLUVIA DE IDEAS
ANÁLISS DE LA COMUNIDAD
ABUNDANCIA
DIVERSIDAD
DOMINANCIA
HÁBITAT
NICHO ECOLÓGICIO
1. Descripción de las características estructurales (Smith,2001; Sutton,1996; Brack, 2004). a. Composición florística: Consiste en el inventario de las especies vegetales presentes en el ecosistema.
b. Composición de formas biológicas: Trata sobre las distintas expresiones adaptativas de las plantas en respuesta a los factores ambientales.
c. Estructura de la Vegetación: Se define por el arreglo espacial de las especies y por la abundancia de cada una de ellas. La propuesta de DANSERAU (1957)
2. Métodos de muestreo de la comunidad vegetal
a. Área mínima: Se define como el área más pequeña que representa adecuadamente la composición de especies de la comunidad. El tamaño del área mínima depende de las características de la comunidad y varía entre amplios límites.
Para comunidades vegetales de climas templados se han propuesto los siguientes valores (Muller- Dombois y Ellemberg, 1979) Bosque (estrato arbóreo) Bosque (estrato herbáceo) Pastizal seco Matorral Comunidad de musgos Comunidad de líquenes
:200 a 500 m2 :50 a 200 m2 :30 a 100 m2 :10 a 25 m2 :1 a 4 m2 :0,1 a 1 m2
MÉTODO DANSERAU
B. Técnicas de punto en cuadrante: Se localiza puntos al azar dentro del área de muestreo. Se recomienda en general, un mínimo de 20 puntos de muestreo.
Método de intercepción en línea (transecto): En 1941, R Canfield propuso el “método de intercepción en línea” como un método adecuado y comparativamente rápido para obtener estimaciones relativas de cobertura y frecuencias en comunidades de poca altura en las que las plantas presentan follajes más o menos compactos. Este método se basa en establecer una línea de longitud determinada a través de la cual se registran la longitud que es interceptada por cada especie. El muestreo mediante este método parte de extender sobre el terreno una cinta métrica o cordel para mascar la línea entre dos puntos. El tamaño de la muestra se establece arbitrariamente variando entre 50 ó 100 metros. Comenzando en un extremo de la línea, se consideran únicamente aquellas plantas que sean tocadas por la línea o que sean subyacentes a ellas
A
100 m
B
LLUVIA DE IDEAS
DIVERSIDAD
DIVERSIDAD
DIVERSIDAD
1.Concept Diversidad de especies: Hace referencia al número de especies, riqueza de especies, como la abundancia relativa de individuos entre las especies, equitatividad de especies. Abundancia: Expresa como el número total de individuos encontrados en un área determinado.
Índice de diversidad de Margalef (DMg) DMg=(S-1)/LnN Donde: S= número de especies N=número total de individuos Valores menores que 2 son considerados con bajo biodiversidad. Valores mayores que 5 son considerados con alto biodiversidad.
2. Diversidad de especies e índice de diversidad El índice de SHANNON – WEINER: Mide el grado de incertidumbre. H= - ∑pi Log2 pi (bits / individuo) Donde: H= Es la diversidad de especies S = Número de especies Pi = es la proporción de individuos de especie i con respecto al total (ni/Nt)
Uniformidad máxima (Hmax) Hmax = Log2S Donde: Hmax =Diversidad bajo condiciones de máxima equitatividad S = Número de especies.
Índice de La equidad (E) de Pielou: Mide la proporción de la diversidad observada con relación a la máxima diversidad esperada, su valor va de 0 a 1, de forma que el 1 corresponde a las situaciones donde todas las especies son abundantes igualmente (Magurran, 1988).
E= H’Hmáx=H/log2S Donde: J= Índice de equidad de Pielou H=Índice de diversidad de Shannon-Wiener. Hmáx=ln(S) S= número de especies
Índice de similaridad de Sorensen (S): Permite comparar dos comunidades mediante la presencia/ausencia de especies en cada una de ellas.
IS=((2C)/(A+B))*100
Donde:
IS=Índice de Sorensen. A=número de especies encontradas en la comunidad A. B=número de especies encontradas en la comunidad B C=número de especies comunes a ambas localidades.
Índice de valor de importancia (IVI): Este índice será aplicado para las especies forestales. El IVI representa una medida de cuantificación que permite asignarle a cada especies su categoría de importancia (Lamprecht, 1990). Para todos los transectos se procederá a determinar la abundancia, la frecuencia y la dominancia para obtener el IVI y la composición florística del área. Donde: IVI=Ab. Rel+Dom Rel+Frec Rel IVI=indice de valor de importancia. Ab. rel=Abundancia relativa (%). Dom. Rel=Dominancia relativa (%). Frec. Rel= Frecuencia relativa (%).
La abundancia relativa expresa la proporción de una especie con respecto al total:
Ab.Rel=(ni/N)*100 ni=Número de individuos de la enésima especies. N=Número de individuos totales en la muestra. La dominancia relativa es la expresión del espacio ocupado por cada especie entre el sumatoria de espacios ocupados por todas las especies. Dom. Rel=(Gi/Gt)*100 Donde Gi=Area basal en m2 para la iésima especie. Gt=Area basal total en m2 del muestreo.
El área basal (AB) se calcula con la siguiente fórmula:
La frecuencia relativa es el número de transectos en que presenta una especie dividido entre el número total de transectos. Frec.Rel=(N° de transectos en que se presenta una especies/N° total de transectos)*100
Índice de diversidad de Simpson
D = 1-∑pi2
Donde:
0≤D ≤1
Coeficiente de Comunidad: Emplear la siguiente ecuación:
CC = 2C/s1+s2 Donde: C: Es el número de especies comunes a ambas comunidades. S1, S2: Son el número de especies en la comunidad 1 y 2.
Ejemplo: S1 = 24 especies S2 = 10 especies C = 9 especies comunes
CC = 2C/s1+s2=2(9)/24+10=0,53
EJERCICIO
Determinar utilizando datos de la tabla adjunta 1. El numero de especies de cada comunidad . 2. índice de cada comunidad. 3. La uniformidad máxima de cada comunidad. 4. La equitatividad de cada comunidad. 5. Comparar y analizar los resultados.
Metodología para bioindicadores de calidad ambienta l
ANÁLSIS DE LA COMUNIDAD: LLUVIA DE IDEAS
FACTORES QUE ORIGINAN GRADIENTES DE DIVERSIDAD
Según (Smith,2001; Sutton,1996; Brack, 2004):
1. La presencia de luz solar (hemisferio norte, hemisferio sur)
2. Efecto biológico de la luz: Producción de clorofila, el calor de la piel de algunos animales (reglas térmicas ecológicas); por otro lado el fenómeno de periodicidad y los tactismos.
3. La temperatura: Influye en la distribución de las plantas y animales, y actúa sobre cualquier etapa del ciclo vital y afecta las funciones de supervivencia, reproducción.
4. Altitud y latitud: Causan efectos térmicos, ya que la temperatura media de la atmósfera disminuye 0,5°C por cada grado de aumento de la latitud o por cada 100metros de elevación de la atmósfera; es decir 100 metros de altitud equivalen al aumento de un grado de latitud.
5. Atmósfera y Presión atmosférica: Agua y presión acuática: En el aire, cada vez que se ascienden 300 metros la presión baja 24 mm de Hg; mientras que en el mar, cada vez que se descienden diez metros, la presión acuática asciende en 760 mm de Hg.
6. Sustrato terrestre: El Suelo:
Horizonte A: Depósito de humus, nutrientes y minerales. Horizonte B: Proceso de iluviación (se acumula material proveniente de los horizontes A).
Horizonte C: Presencia de calcio, N, K, arrastrado desde el suelo.
Horizonte D: Roca madre, materiales como arcillas, arenas y rocas.
7. La presencia de oxígeno y el anhídrido carbónico 8. La estructura vertical de la comunidad vegetal proporciona el armazón físico al cual están adaptadas a vivir muchas formas de vida animal. Mamíferos Aves Moluscos Crustáceos Peces
La estratificación en las comunidades acuáticas es en gran manera física, influida por los gradientes de oxígeno, luz y temperatura. La estratificación en los ambientes terrestres es en gran medida biológica.
SUCESIÓN ECOLÓGICA: LLUVIA DE IDEAS
SUCESIÓN ECOLÓGICA
SUCESIÓN ECOLÓGICA
1. Concepto de sucesión: Es el cambio a través del tiempo en la estructura de la comunidad (Smith,2001; Sutton,1996; Brack, 2004). . Es un proceso dinámico de adaptación, competencia, establecimiento y supervivencia del conjunto de especies que interactúan en una comunidad. Cada una de las comunidades que se sustituyen una a otra en un área determinada se llaman “SERE”
2 Sucesión ecológica: El desarrollo del ecosistema se conoce como sucesión ecológica y se define en términos de los tres parámetros: Es un proceso ordenado de desarrollo de la comunidad Resulta de la modificación de los componentes físicos del ambiente (suelo, agua, clima, vegetación, etc.) por la comunidad. Culmina en un ecosistema estabilizado. Especies tempranas de la sucesión, se llaman especies pioneras
Cambio a través del tiempo en la estructura de la comunidad
SUCESIÓN
.especies tempranas .especies tardías
Al ir avanzando la sucesión la comunidad se vuelve más estratificada, permitiendo que ocupen el área más especies de animales. Con el tiempo, los animales característicos de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a los propios de las primeras fases.
3. Clasificación: Acuerdo al medio a. Hidrosere: Cuando el proceso de sucesión ecológica se lleva a cabo en el medio húmedo, acuático. Las etapas son: Vegetación sumergida: Es debido a la acumulación de detritus o materia orgánica en el fondo. Vegetación flotante: debido a que se desaparece la vegetación sumergida, aparecen otras comunidades vegetales.
Etapa de juncácea: En esta etapa se desarrolla la vegetación de la familia juncácea. Etapa de ciperácea: Predominio de las especies ciperácea que otros tipos de vegetación. Arbustos y árboles: En esta etapa la ciperácea desaparece paulatinamente y la comunidad que domina es la vegetación arbustiva y los árboles.
b. Xerosere: Cuando el proceso de sucesión ecológica se lleva a cabo en áreas secas. Ejemplo: Desiertos, áreas áridas. Las etapas: Líquenes: los primeros pioneros de esta etapa. Líquenes foliares con hojas grandes: Se forman sobre suelos s uelos rudimentarios y áreas pedregosas.
Musgos: Por el incremento de la materia orgánica y suelo nacen los Musgos: musgos de diferentes géneros. Herbáceas: Hay mayor incremento de cobertura vegetal y en esta etapa Herbáceas: se forman la comunidad vegetal. Praderas o bosques: bosques: Establecimiento del proceso llamado “climax”
c. Litosere: Cuando tienen lugar sobre la roca.
De acuerdo a la intensidad de producción primaria o fotosintética: a. Sucesión autotrófica: Si la relación del proceso producción primaria entre la respiración de la comunidad es mayor que 1.
b. Sucesión heterotrófica: Si la relación del proceso producción primaria entre la respiración de la comunidad es menor que 1.
De acuerdo a la estructura del ecosistema:
a. Sucesión autogénica: Es un proceso biótico.
b. Sucesión alogénica: Es cuando en el proceso de la sucesión ecológica intervienen las fuerzas biogeoquímicas o ciclos ambientales.
De acuerdo a la intervención antropogénica o fenómenos naturales:
a. Sucesión primaria: Si desarrolla empieza en un área natural que no ha sido ocupada previamente por una comunidad. b. Sucesión secundaria: Si el desarrollo de la comunidad tiene lugar en un área de la que se eliminó otra comunidad. Ej. Tierra de cultivo Un bosque talado Pastizales quemados Zonas destruidas por aluviones Enfermedad Incendio
Inicia procesos de sucesión
PRIMARIA Perturbaciones
SUCESIÓN SECUNDARIA
Crea diversidad
Con el tiempo, el ecosistema llega a un estado llamado CLIMAX (estado óptimo dadas las condiciones del medio), en el que todo cambio ulterior se produce muy lentamente, y el emplazamiento queda dominado por especies de larga vida y muy competitivas. Vegetación tolerante a las condiciones ambientales autoimpuestas existe un equilibrio entre producción primaria bruta y respiración total, entre energía capturada y energía liberada, entre captación de nutrientes y liberación de los mismos Comunidad con amplia diversidad de especies, una estructura espacial desarrollada y cadenas alimenticias complejas Cada individuo es reemplazado por otro del mismo tipo , la composición promedio de
MATERIALES PARA EL MUESTREO DE VEGETACIÓN
Anillo censador. Prensa para recolección de muestras de plantas. Hoja de censo. Wincha de 50 m. Altímetro. Papel periódico (un octavo de kilo) GPS. Libreta de campo. Cámara fotográfica.
MATERIALES PARA EL MUESTREO DE ANIMALES
GPS. Libreta de campo. Cámara fotográfica Atarraya. Anzuelo. Frascos de boca ancha. Pinzas Espátula
RESUMEN DE APRENDIZAJE MÉTODOS DE MUESTREO
CARÁCTERÍSTICAS
RESUMEN DE APRENDIZAJE DIVERSIDAD E ÍNDICE DE DIVERSIDAD
CARÁCTERÍSTICAS
RESUMEN DE APRENDIZAJE MODELOS MATEMÁTICOS
CARÁCTERÍSTICAS
RESUMEN DE APRENDIZAJE SUCESIÓN ECOLÓGICA
CARÁCTERÍSTICAS
RESUMEN DE APRENDIZAJE ETAPAS DE SUCESIÓN ECOLÓGICA
CARÁCTERÍSTICAS
