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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
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
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
Soberón et al. (enviado)
Rectángulos de 3 x 104 km2
Blanco C < .1Amarillos .11 < C < .3Naranjas claros .31 < C < .6Naranjas obscuros .61 < C < 1
Rectángulos de 7.5 x 103 km2
Soberón et al. (enviado)
Rectángulos de 1.8 x 103 km2
Soberón et al. (enviado)
Blanco C < .1Amarillos .11 < C < .3Naranjas claros .31 < C < .6Naranjas obscuros .61 < C < 1
Rectángulos de 4.5 x 102 km2
Blanco C < .1Amarillos .1 < C < .3Naranjas claros .31 < C < .6Naranjas obscuros .61 < C < 1
Soberón et al. (enviado)
Rectángulos de 2.8 x 101 km2
Blanco C < .1Amarillos .11 < C < .3Naranjas claros .31 < C < .6Naranjas obscuros .61 < C < 1
Soberón et al. (enviado)
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
Soberón et al. (enviado)
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
Soberón et al. (enviado)
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
Soberón et al. (enviado)
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
Soberón et al. (enviado)
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
Héctor Gómez de Silva Garza
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
Héctor Gómez de Silva Garza
4 ensamblajes (97%): 12 gremios1 ensamblaje: 11 gremios1 ensamblaje: 10 gremios
los ensamblajes funcionalmente insaturadosno eran dos cualesquiera
II. RESULTADOS
Héctor Gómez de Silva Garza
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 10 20 30Temperatura media anual (°C)
Pre
cipi
taci
ónan
ual(
mm
)
N = 77localidades
Héctor Gómez de Silva Garza
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
Héctor Gómez de Silva Garza
… 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
Número de especies endémicas
0 55 454 0 0.5 1
Proporción especiesendémicas / número de especies
Número deespecies
01 – 1415 – 2627 – 4647 – 6667 – 110111 – 162163 – 299300 – 599600 - 695
UNEP (WCMC) 2004. Species data (unpublished,september, 2004) Cambridge, UK
Diversidad de reptiles
Número de especies endémicas
0 0.5 1
Proporción especiesendémicas / número de especies
Número deespecies
01 – 2627 – 5051 – 8182 – 122123 – 180181 – 379380 – 499500 – 799800 - 880
0 150 760
UNEP (WCMC) 2004. Species data (unpublished,september, 2004) Cambridge, UK
Diversidad de aves
Número de especies endémicas
0 60 443 0 0.5 1
Proporción especiesendémicas / número de especies
Número deespecies
UNEP (WCMC) 2004. Species data (unpublished,september, 2004) Cambridge, UK
Diversidad de mamíferos
Número de especies endémicas
0 50 225
Proporción especiesendémicas / número de especies
Número deespecies
0 0.5 1
UNEP (WCMC) 2004. Species data (unpublished,september, 2004) Cambridge, UK
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
Peterson et al. 2006
• 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
Peterson et al. 2006
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