Volcán Osorno Informe..pdf

Departamento de medio ambiente y recursos naturales Puerto Montt, Diciembre 2014.

Estudio de Sucesión Alogenica en Volcán Osorno Chile y cálculo de índices de diversidad. Karen Montesinos, Michael Maldonado. Resumen: Este estudio fue realizado en el volcán Osorno, perteneciente al parque nacional Vicente Pérez Rosales, ubicado en la Provincia de Llanquihue, Comuna de Puerto Varas, entre los 41° 02' y 41° 21' de latitud Sur, y 71° 52' y 72° 30' de longitud Oeste, específicamente en tres áreas de muestreo camino al centro de Sky en las faldas del volcán con coordenadas 41°08'18.9"S 72°32'12.0"W. En el presente informe, se cuantificara y cualificara la abundancia, riqueza de especies y los diámetros de las plantas en 3 puntos de muestreo, luego de la perturbación Alogenica del volcán Osorno después de su última erupción ocurrida en 1835. Se espera encontrar con una sucesión lenta, con sectores aun no colonizados. El estudio tiene las siguientes hipótesis: (1) La riqueza y abundancia de especies será mayor en etapas de sucesión tardía. (2) La diversidad de especies será mayor en etapas de sucesión tardía. (3) en sucesiones tempranas la dominancia de algunas especies por sobre otras será mayor que en etapas de sucesión tardía. La primera hipótesis es confirmada, ya que se encontraron mayor cantidad de especies en etapas de sucesión tardía y el índice de Shannon es mayor en comparación a otras etapas de sucesión. La segunda hipótesis no puede ser confirmada, se cuantifico mayor diversidad en etapa de sucesión secundaria, esto puede ser causado por un reemplazo consecutivo de especies, desde la sucesión temprana. Y la tercera hipótesis es confirmada, calculando índices de Berger- Parker, donde fue mayor en la sucesión tardía. Palabras Claves: Sucesión Alogenica, Volcán Osorno, riqueza de especies, índices índices de Shannon, Simpson, Berger – Parker.

 

INTRODUCCION

Las comunidades y los ecosistemas son dinámicos en el sentido de que las especies que los componen no son siempre las mismas. Hay situaciones en la naturaleza, en donde, en el transcurso de los años observamos como una comunidad biótica cambia gradualmente dando lugar a una segunda, ésta a su vez a una tercera y así sucesivamente. Este proceso de cambio ordenado y progresivo de un ecosistema en el cual una comunidad biótica es reemplazada por otras sucesivamente más estables, se conoce como sucesión natural o sucesión ecológica. La sucesión ecológica comienza cuando se presenta una perturbación, bien porque el ambiente físico se modifica gradualmente, bien por factores climáticos o bien por que el crecimiento de la comunidad biótica misma. Se considera una sucesión como un proceso de autoorganizacion o maduración, con ciertas características de irreversibilidad. Ahora bien, la

sucesión de especies no tiene lugar indefinidamente, puesto que en la mayoría de los casos se alcanza un equilibrio, llegando a la formación de una comunidad clímax, una comunidad relativamente estable de plantas y animales, con un balance dinámico entre todas las especies y el ambiente físico, siendo la máxima meta biológica a la que una sucesión puede llegar (ESCOLÁSTICO LEÓN, CABILDO MIRANDA, CLARAMUNT VALLESPÍ 2013). Es importante no olvidar que el equilibro del ecosistema está relacionado con la comunidad biótica y las condiciones climáticas existentes. Por lo tanto, todos los ecosistemas clímax están sujetos a cambios si las condiciones climáticas varían, si se introducen nuevas especies o si desaparecen las originales. Por este motivo, hay que distinguir entre sucesiones Alogenicas o exógenas, si la sucesión es causada por factores externos a la comunidad como, por ejemplo, la lluvia acida, y sucesiones autogenicas, si la sucesión

ha sido provocada por interacciones entre los organismos de la propia comunidad, como, por ejemplo, que una planta permita que su suelo sea utilizado por la siguiente y así sucesivamente. El presente estudio fue realizado en el volcán Osorno, perteneciente al parque nacional Vicente Pérez Rosales, ubicado en la Provincia de Llanquihue, Comuna de Puerto Varas, entre los 41° 02' y 41° 21' de latitud Sur, y 71° 52' y 72° 30' de longitud Oeste, específicamente en tres áreas de muestreo camino al centro de Sky en las faldas del volcán con coordenadas 41°08'18.9"S 72°32'12.0"W. La última erupción del volcán Osorno fue el 20 de marzo de 1835, desde las 2:00 hrs A.M. arrojó lava desde su cráter principal, siendo observado este fenómeno sísmico por el naturalista inglés Charles Darwin, desde el seno del Reloncaví el cual lo consignó en sus apuntes de viaje, puesto que a esa fecha estaba a bordo del HMS Beagle, buque de información científica al mando del capitán Robert Fitz Roy (Iván Barría Castro). Transcurrido el tiempo adecuado desde una erupción la vegetación habitual empieza a recuperarse sin que se sigan los patrones de colonización ni los procesos estacionales. La sucesión primaria se inicia sobre el nuevo sustrato geológico y edáfico que carece de plantas que hayan sobrevivido (González, 2006). En el presente informe, se cuantificara y cualificara la abundancia, riqueza de especies y los diámetros de las plantas en 3 puntos de muestreo, luego de la perturbación Alogenica del volcán Osorno después de su última erupción ocurrida en 1835. Se espera encontrarse con una sucesión lenta, con sectores aun no colonizados. El estudio tiene las siguientes hipótesis: (1) La riqueza y abundancia de especies será mayor en etapas de sucesión tardía. (2) La diversidad de especies será mayor en etapas de sucesión tardía. (3) en sucesiones tempranas la dominancia de algunas especies por sobre otras será mayor que en etapas de sucesión tardía. (4) El tamaño (altura) de las especies aumentará conforme al avance de las etapas de sucesión. METODOLOGIA. Los 3 sectores a evaluar se encuentran camino al volcán con coordenadas 41°08'18.9"S 72°32'12.0"W (ver imagen 1) en distintas fases de sucesión; el primero se encuentra en una fase temprana de

sucesión; el segundo con un avance considerable de sucesión; el tercero con un hábitat maduro o clímax. Para la cuantificación de la diversidad de especies de cada sector, se midió 100 m2 con una cinta métrica y luego se trazaron 10 líneas paralelas, donde en cada transepto contenía 10 puntos de 1 m de distancia y se observó dentro del área la diversidad de especies. Luego de registrar las especies encontradas en cada transepto, se replicó el procedimiento anterior ésta vez en una zona de muestreo con una sucesión un poco más avanzada (con presencia de arbustos varios) y una cobertura de plantas mayor. Posteriormente el ultimo muestreo realizado fue en una zona con un avance considerable en sucesión, ésta vez solo abarcando una zona de 25 m2  debido al impedimento espacial que había producto de la gran abundancia de árboles; el número de especies individuales encontradas fue multiplicado por 4 para que los parámetros de medición en cada muestreo sean los mismos y los resultados entre estos sean comparables. Cabe destacar que el tiempo de duración en cada muestreo fue de 30 min (zona 1, zona 2, zona 3). Finalmente, con los datos obtenidos de la diversidad, cobertura y tamaño de las especies, se calcularon índices de diversidad, el primer índice de diversidad calculado fue el de Shannon H' = - Σ P i LnPi Donde Pi es la proporción de individuos de cada una de las especies en la comunidad. Esta proporción se estima a partir de ni/N, que es la relación entre el número de individuos de la especie i (n i) y el número total de individuos de todas las especies (N). Esta fórmula se suele utilizar con el logaritmo en base 2 de forma que el resultado se expresa en bits de información. En ocasiones se utiliza el ln (logaritmo natural) por su mayor facilidad de cálculo. Es estos casos los resultados siguen siendo comparables entre comunidades, pero la unidad de medida ya no sería el bit. Es importante expresar siempre la base de logaritmo que se esté utilizando con el índice de Shannon, ya que los resultados solo son comparables si se utiliza la misma base (Garmendia Salvador, Samo Antonio 2005). El índice de Simpson de diversidad es el inverso de un índice de dominancia de la comunidad con el mismo nombre. Este índice está basado en el principio de que un sistema es más diverso, cuando ninguna de las especies componentes puede ser considerada como no mas dominante que cualquiera de las otras especies. Está dado por la siguiente fórmula: D = ∑ ni ( ni  – 1 )/ N (N-1). Para el

índice de Simpson, el valor mínimo es 1; para el índice de Shannon el valor mínimo es 0 (Stephen R. Gliessman 2002). A medida que aumenta D, diversidad disminuye por lo que el índice de Simpson es expresado como 1/D. Otro índice es el de Berger  – Parker (Berger y Parker, 1970), éste índice calcula riqueza y abundancia relativa, presenta la importancia proporcional de la mayoría de las especies dominantes y es simple y fácil de calcular se define como Nmas/Ntotal Imagen 1. Mapa volcán Osorno.

Grafico 1. Abundancia relativa sucesión temprana.

(Grafico 1) En el eje de las X se representa las 7 especies diferentes encontradas, y el eje Y representa la Abundancia relativa (Log N° abundancia especie/ N° total de especies). N= 242. 

Mapa área de estudio, X especifica la zona de muestreo con coordenadas 41°08'18.9"S 72°32'12.0"W. Desde Google Earth.

RESULTADOS.

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Sucesión Intermedia.

El cuadrante 2, se encontraba con una gran cantidad de especies de tamaño mediano como arbustos, y el suelos se caracterizaba por tener una gran cantidad de musgo, habían muy pocos espacios sin colonizar y era la interface entre un estado temprano a un estado tardío, ya que en esa área había un aumento lineal en el tamaño y abundancia de especies. En esta sucesión se repiten 3 especies encontradas en la sucesión anterior (Sp1, Sp4, Sp7) y en total se encuentran 8 especies diferentes. Abundan las especies Sp1, Sp14 y Sp4 (1,2 y 3 respectivamente en gráfico 2). El tamaño de las especies encontradas oscila desde los 5 cm a 40 cm de altura. Grafico 2. Abundancia relativa Sucesión Intermedia.

Sucesión Temprana.

El cuadrante 1, se encontraba con alta cantidad de espacios vacíos con rocas volcánicas, y con organismos colonizadores de pequeño tamaño, esta era una sucesión temprana, se caracterizaba por la baja cantidad de especies que había en el lugar y la gran cantidad de espacios sin colonizar. En ésta zona se logró encontrar siete especies diferentes. Donde abundaba en gran medida las especies nombradas como Sp1, Sp3 y Sp4 (En gráfico 1, especies 1,2 y 3 respectivamente). Las especies encontradas no superan los 5 cm de altura.

(2) En el eje de las X se representa las 8 especies diferentes encontradas, y el eje Y representa la Abundancia relativa (Log N° abundancia especie/ N° total de especies). N= 267.

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Sucesión Tardía.

El cuadrante 3, se caracterizaba por poseer una densa vegetación sin zonas para colonizar y una gran cantidad de árboles de gran tamaño seguido de especies similares de edad más joven, el suelo se caracterizaba por la abundante presencia de musgos, con un suelo considerablemente húmedo en comparación a las sucesiones anteriores. Abundaban las especies Sp21 (especie 1 en el grafico 3) seguida de las

especies

sp22,

sp28,

sp23,

sp27

…

Gráfico 4. Cantidad de especies encontradas en casa etapa de sucesión.

Sp25

(especies 2,3,4,5,6,7,8 y 9 en gráfico 3). El tamaño de las especies oscila desde los 5 cm a 6 m de altura aproximadamente (caso de los árboles).

(4) En el eje x las etapas de sucesión, en el eje Y cantidad de especies encontradas en número. DISCUSION

Gráfico 3. Abundancia relativa sucesión tardía.

(Grafico 1) En el eje de las X se representa las 9 especies diferentes encontradas, y el eje Y representa la Abundancia relativa (Log N° abundancia especie/ N° total de especies). N= 684. Tabla 1. Índices de diversidad (Shannon, Simpson y Berger-Parker). Sucesión Temprana Intermedia Tardía

H’

1,426 1,403 1,668

1/D 3,566 5,737 3,365

1/d 2,813 2,724 1,943

En la sucesión temprana se observa un alto nivel de abundancia relativa en las especies Sp1, Sp2 luego disminuye en la especie Sp4 en general el gráfico 1 tiene mayor similitud con los modelos estadísticos Log-normal y Palo roto, que se presenta en ensambles de grandes dimensiones, donde hay una distribución de recursos compartidos más o menos uniforme entre las especies. En ésta etapa de sucesión no existe competencia por luminosidad, ya que todas las especies encontradas son de pequeño tamaño, y la competencia es mayoritariamente por los nutrientes del sustrato, la que en una etapa temprana después de una perturbación alogenica es escaso. En la sucesión intermedia nos encontramos con especies de mayor tamaño, pero ésta altura no afecta la entrada de luz al área donde se muestreo, ya que las especies de un tamaño mayor no abundaban, este es el caso de una especie de Arbusto (Sp15) que en el gráfico 2 está representado en la especie 7, donde su abundancia relativa alcanza el valor de 0,4 y la especie 8 (Sp16) que alcanza un valor de abundancia relativa de 0,2. En la sucesión tardía se observa en el gráfico 3 una tendencia al modelo serie geométrico en un comienzo, que luego cambia con tendencia a Lognormal o modelo de palo roto. La especie 1 en el grafico 3 corresponde a la especie Sp 21, una tipo de musgo que estaba presente en la mayoría de los transeptos muestreados. En esta sucesión se encuentra competencia por luminosidad, ya que hay presencia de árboles de aproximadamente 6 m de altura (Sp28) representada en el gráfico como la

especie 3, como se observa ésta no es dominante a pesar de no tener problemas de luminosidad, pero debido al crecimiento lento, no es la más abundante en términos de riqueza como lo es el musgo Sp21 (o especie 1 en el gráfico 3). La abundancia de este musgo puede ser explicada por una alta tasa de humedad y nutrientes en el sistema, condiciones óptimas para la proliferación de éste. Los índices de diversidad calculados no difieren mucho entre cada etapa de sucesión, Podemos observar una considerable similitud entre el índice de Shannon de las etapas temprana e intermedia con un leve aumento en la etapa de sucesión tardía (Ver tabla 1) entonces según los parámetros del índice de Shannon, la sucesión temprana e intermedia tienen una riqueza de especies similares, y en la sucesión tardía aumenta. En el índice de Simpson observamos similitud en parámetros de diversidad entre la sucesión temprana y la tardía, aumentando diversidad en sucesión intermedia, entonces, podemos decir que en la sucesión intermedia existe mayor índice de diversidad. En el índice de Berger-Parker que considera parámetros de dominancia observamos similitud entre la sucesión temprana e intermedia con un descenso en la sucesión tardía, entonces en sucesión tardía se observa menor grado de dominancia entre las especies.

sucesión tardía.”  Según este estudio es así, y los índices de berger-parker lo refutan (ver tabla1) esto es así, debido a que, en etapas de sucesión temprana la competencia es mayor por lo que los recursos no se encuentran tan compartidos como en una etapa tardía, en equilibrio dinámico. La sucesión es lenta ya que se encontraron áreas donde aún no existe colonización de ningún tipo de especies. Los tamaño (altura) de las especies aumentaba considerablemente con el avance de las etapas de sucesión, éste es el caso de los arbustos en sucesion intermedia y el caso de los árboles en sucesion tardía. REFERENCIAS. 

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ECOLOGÍA II: COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS y ESCOLÁSTICO LEÓN Consuelo , CABILDO MIRANDA Mª del Pilar , CLARAMUNT VALLESPÍ Rosa Mª , CLARAMUNT VALLESPÍ Teresa. 2004 Pág 215. Diccionario de hidrología y ciencias afines GUADALUPE DE LA LANZA ESPINO, CARLOS CACERES MARTINEZ, SALVADOR ADAME MARTINEZ, SALVADOR HERNANDEZ PULIDO. 2003. Pág. 253.

CONCLUSIONES 

La riqueza de especies es mayor en la etapa de sucesión tardía ( ver tabla 1 ), el índice de Shannon muestra un aumento en esta etapa, pero la diferencia es de tan solo dos milésimas, para fundamentar la Hipótesis 1, es mejor considerar los valores en el número total de especies encontradas (N) en el grafico 4. La diversidad de especies es mayor en la sucesión intermedia según el índice de Simpson (ver tabla1) esta con la hipótesis 2. Que planteaba “La diversidad de especies será mayor en etapas de sucesión tardía” puede deberse a que el paso de una sucesión intermedia a una tardía hay un reemplazo consecutivo de especies, por lo que la diversidad podría disminuir en una sucesión tardía, ya que en estado de clímax el reemplazo de especies, solo será producida por una perturbación (Alogenica o autogenica). En la hipótesis 3 se planteaba que “en sucesiones tempranas la dominancia de algunas especies por sobre otras será mayor que en etapas de

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PRACTICAS DE ECOLOGIA BY ALFONSO GARMENDIA SALVADOR, ANTONIO JOSE SAMO 2005 Pág. 154 Añ By Alfonso Garmendia Salvador, Antonio José Samo Lumbreras pag. 154 A AGROECOLOGIA: PROCESOS ECOLOGICOS EN AGRICULTURA SOSTENIBLE BY STEPHEN R. GLIESSMAN AÑO 2002 Pag. 242