Inventariación de Poblaciones Animales - twinning-waste

Inventariación de Poblaciones
Animales
Diego García de Jalón Lastra
Inventariación de Poblaciones
Animales
• Contenido:
Introducción.- Procedimientos de muestreo.- Métodos
indirectos.- Observación directa.- Captura de animales.Técnicas de captura.Métodos de Censo de poblaciones abiertas.- Inventariación
de poblaciones sesiles.- Conteos y análisis de huellas y
rastros de actividad animal.- Indices de Abundancia.Itinerarios y estaciones de censo.Métodos de Censo de poblaciones cerradas.- Métodos de
parcela cerrada y control de capturas.- Método de
Kelkner.- Método de Petrides.- Métodos de captura,
marcaje y recaptura.-Métodos de capturas sucesivas a
esfuerzo constante.- Método de Carle y Strub.-
Inventariación de Poblaciones
Animales
• GARCIA de JALON, D.; M. MAYO; F. HERVELLA E. BARCELO;
Principios y Técnicas de
FERNANDEZ COUTO
1993
de Pesca en Aguas Continentales. Ed. Mundi247 pgs. Las técnicas de muestreo de poblaciones
desarrollan en el segundo capítulo, y la inventariación y
el tercero.
Wildlife Management
• SCHEMNITZ, S.D.
1980
Manual. The Wildlife Soc. Washington D.C. 686 pgs.
inventariación de poblaciones animales salvajes se expone
14 de esta obra.
1982.
Estimation
of
animal
related parameters. Griffin, London, 654 pg. Obra
• SEBER,
clásica
G.A.F.
sobre
el
• TELLERIA, J.L.:
tema
de
1985
inventariación
de
poblaciones
Manual para el censo de
vertebrados terrestres. Ed. Raices. Madrid. 278
un compendio de todos las técnicas de inventariación de
vertebrados, que incluye así mismo un análisis muy
útil
condiciones en que deben aplicarse.
Inventario o Censo
Inventario o Censo
Atendiendo a:
• Objetivos del Censo
• Características de la Población:
– Etología y Biología de la especie
– Distribución espacio-temporal
• Recursos (humanos, técnicos y económicos)
Fijamos:
• Características Estadísticas:
• Procedimientos de Muestreo
• Métodos de Censo
- precisión
- tamaño de muestra
Procedimientos de muestreo
• Muestreos Indirectos
• Obsevación Directa
• Captura de animales
Procedimientos de muestreo
• Métodos Indirectos
– indicadores de actividad animal:
– física: huellas, sendas
– metabolica:
excrementos
– mejora mediante técnicas artificiales:
– sustratos blandos
– magnetófonos
– celulas fotoeléctricas
– camaras de video
Procedimientos de muestreo
• Obsevación Directa
– mediante registros ópticos o sonoros
– eficacia de la observación:
- normal
R = e . P - exhaustiva
- dobles conteos
– factores:
- etológicos
- subjetivos
- distancia
- complejidad del hábitat
Detectabilidad
Complejidad del hábitat
Experimento de Prater (subjetividad)
distancia
Procedimientos de muestreo
• Captura de animales:
– técnicas:
- activas
- pasivas
– fiabilidad: - saturación
- variabilidad
- factores específicos
Métodos de Censos
• Son estrategias de muestreo y de tratamiento de
los datos obtenidos, con objeto de estimar
correctamente el tamaño de la población
• Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de actividad
animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Métodos basados en estimadores de
abundancia
• Intentan conocer un indicador (I) proporcional al
tamaño de la población.
• Sirve para comparar y analizar tendencias
poblacionales: - evolución temporal
- distribución espacial
• Indices de Abundancia: se calculan en función de los
datos aportados por observación, capturas, encuestas,
huellas,..de la fauna y se relaciona con unidades de
esfuerzo
Indices de Abundancia
• Unidades de esfuerzo:
– longitud: n° individuos / km (IKA)
– tiempo: n° individuos / hora
– mixtos: - aves vistas durante un día en un circulo de 2 km
– otras:
- aves vistas en 50 estaciones, durante 3 min/est.
n° licencias de caza/pesca, n° encuestas,...
• Relación de IA
con densidades
absolutas
Métodos de Censos
Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Análisis de Deyecciones
• Conteo de deyecciones:
–Unidad de defecación con 20-30 cagarrutas
• Problemática:
–Distribución contagiosa
•agrupadas
•en linea
–Variabilidad en:
• la frecuencia de defecaciones
• distribución por hábitats
• tasas de descomposición
• identificación específica
• Necesidad de muestreo estratificado
corzo
Análisis de Deyecciones
corzo
gamo
conejo
oveja
ciervo
corzo
Método de conteo de deyecciones
• Conteo de deyecciones: ‘x’ = n° cagarrutas/Ha
• Siendo -‘N’ nº ind. Población
-’S’ superficie del monte
- ‘T’ tasa de defecación diaria
- ‘D’ días que dura la descomposición
• Se cumple:
x = (N/S).T.D
N=(x.S/T.D)
• Problemática:
– Distribución contagiosa
– ‘D’ depende de humedad e insectos coprófagos
– ‘T’ depende de alimentación, % jóvenes,...
Método de Tasas de acumulación de
deyecciones
• Señalización de parcelas de muestreo (7.7 o 10.10 m)
• Eliminación de las deyecciones en cada parcela
• A los ‘d’ dias (60-100) se vuelve a las parcelas y en
ellas se realiza un conteo de deyecciones:
‘x’ = n° cagarrutas/Ha
• Se cumple:
x = (N/S).T.d
N=(x.S/T.d)
(d < D)
• Siendo
-‘N’ nº ind. Población
-’S’ superficie del monte
- ‘T’ tasa de defecación diaria
- ‘D’ días que dura la descomposición
• Método aconsejado en densidades de ciervo altas (> 30 ind/km2)
Métodos de Censos
Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Itinerarios y Estaciones de censo
• Se basan en la observación directa de la fauna, bien
a lo largo de un recorrido, o desde un punto fijo
• Se asume que:
– la distribución de los animales es aleatoria
– la probabilidad de detectar un animal es una
función decreciente con la distancia al observador
• Esta función de detectabilidad depende de:
– tipo de hábitat
– época del año
– especie
Itinerarios
• Se supone que se detecta a un animal cuando al
acercarnos lo ‘levantamos’
• Por tanto, cada animal se ‘levanta’ cuando nos
introducimos
dentro de su
circulo de
deteción, cuyo
diametro es ‘wi’
Itinerarios
w2
w1
w3
w4
L
w5
w6
w1
W
w1
• Si ‘L’ es la longitud recorrida,
y ‘W’ es la banda de detección,
el área observada será: ‘L.W’
• la probabilidad ‘pi’ de levantar
un determinado animal será:
pi = wi / W
• la probabilidad media ‘p’ será:
p=w/W
• Si ‘n’ es el n° de animales
detectados, y ‘N’ el n° total en
el área observada, se tiene:
n = p . N = (w/W) . N
• Por tanto:
N = n . W . (1/w)
Itinerarios
n
(1 / w) = (1/n) . Σ(1/wi)
• Podemos estimar:
• Sustituyendo:
1
n
n
1
1
N = n . W . [(1/n) . Σ(1/wi)] = W . Σ(1/wi)
• Por otra parte, la densidad de la población ‘d’ la podemos
estimar como:
n
n
d = N /(L.W) = W . Σ(1/wi) / (L.W) = (1/L). Σ(1/wi)
1
1
• Si ri es el radio de huida en la detección, podemos suponer
que: wi = 2 ri
y sustituyendo:
n
d = (1/2L ). Σ(1/ri)
1
Itinerarios
• Método de Hayne:
n
d = (1/2L ). Σ(1/r
)
i
1
• Método generalizado de
Hayne:
D = [(1/y)-1] . d
donde:
n
y = (1/n).[Σ
sen θi]
1
Estaciones de Censo
• En terrenos abruptos, o de difícil desplazamiento por
ellos
• El observador se situa en un punto (escondido de los
animales) inmerso en su hábitat
• Se anotan los números de detecciones de animales (ni)
por bandas concéntricas respecto al censor
ri-1
• La densidad se estima por bandas:
di = ni / π
siendo g(ri) la función de detectabilidad
• La densidad total será:
D=
(ri2
s
1
s
∑d
1
i
- ri-1
2).
g(ri)
ri
Estaciones de Censo
Función de Detectabilidad
• En una determinada estación, cuando se tienen
abundantes datos de observaciones se puede ajustar una
función de detectabilidad.
• la función de detectabilidad g(ri) se estima a través de la
‘densidad aparente’ de las bandas:
di = ni / π (ri2 - ri-12)
• Se normaliza la serie de densidades aparentes dividiendo
por la densidad de la 1ª banda: di / d1
• Y se ajusta una recta de regresión o cualquier curva
decreciente a la nube de puntos: (ri , di / d1)
Estaciones de Censo
• Método aproximado
(Reynolds)
• Se analiza la serie de
densidades aparentes y se fija
el radio de ‘inflexión’ a partir
del cual la densidad de la
banda siguiente disminuye en
un 50%
• Además, las restantes bandas
mas lejanas nunca alcancen
ese valor
• Se acepta como densidad
real, la de las bandas mas
proximas al radio de
inflexión
Métodos de Censos
• Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Censos mediante Control de
Capturas por Caza
• Métodos basados en un control periódico
de animales cazados
• Aplicados a poblaciones cerradas:
– Sin ganancias (nacimientos, inmigración)
– Sin perdidas (muertes, emigración)
• Medidas preventivas: acortamiento de la
duración del censo
• Se supone una distribución uniforme de los
animales
Método de Kelker
•
Se basa en la realización de:
–
–
•
Una caza selectiva, o un aprovechamiento cinegético
Dos muestreos para estimar la tasa sexual (uno antes y otro
posterior a la caza)
Procedimiento:
1.
Tenemos una población (N1):
N1 = N1m+ N1h:
2. Se realiza un 1er muestreo de la tasa sexual ‘p1’:
p1 = N1m / N1
3.
Se realiza la caza, capturandose Cm machos y Ch hembras
4. La población se reduce a N2:
N2 = N1 - Cm - Ch
(#)
Método de Kelker
5.
Realizamos un segundo muestreo para estimar la tasa sexual
‘p2’:
p2 = N2m / N2
6. El número de machos cumplirá:
7.
pero N1m = p1.N1 y N2m = p2.N2
por lo que
sustituyendo en la expresión anterior, tenemos:
p1 . N1 = p2.N2 + Cm
8. De donde, despejamos N2 :
9.
N1m = N2m + Cm
N2 = (p1 . N1 - Cm) / p2
Sustituyendo en la expresión ‘#’:
(p1 . N1 - Cm) / p2 = N1 - Cm - Ch
Método de Kelker
5. De donde :
(p1 . N1 - Cm) = p2 . N1 - p2.(Cm+Ch)
6.
7.
Despejando N1:
N1 = [Cm – p2.(Cm+Ch)] / (p1- p2)
Su varianza se puede estimar por la expresión:
V(N1) = [N1 2 . V(p1)+ N2 2 . V(p2)] / (p1- p2)2
Según Seber la varianza se puede estimar por la expresión
V(p) = p.(1-p)/n donde ‘n’ es el nº de individuos cuyo sexo
se ha controlado para estimar ‘p’
Método de Petrides
•
El método consiste en la realización de dos estimaciones
de un indicador relativo (I) del tamaño de la población
(N), antes y después, de una extracción por caza
•
Se supone que existe una proporcionalidad lineal entre
‘I’ y ‘N’, tal que:
N=k.I
donde ‘k’ es cte. del hábitat de la población
•
Inicialmente tenemos una población cuyo nº es N1
•
Realizamos un 1er muestreo para obtener un valor del
índice de abundancia I1:
I1 = n1 / f1 donde n1 es el
nº de individuos detectados en el muestreo y f1 es el
esfuerzo aplicado
Método de Petrides
•
Despues se realiza la caza extrayendose C individuos,
quedandose la población reducida a N2:
N1 = N2 + C
•
Volvemos a realizar un 2º muestreo para estimar el
índice de abundancia I2:
I2 = n2 / f2 donde n2 es el
nº de individuos detectados en el muestreo y f2 es el
esfuerzo correspondiente
•
Debido a la hipótesis de proporcionalidad: N1 = k . I 1
N2 = k . I 2
•
por lo que
•
y sustituyendo.........
N2 = (I 2 / I 1).N1
Método de Petrides
•
sustituyendo:
•
de donde:
•
y finalmente su varianza puede estimarse por la
expresión:
N1 = (I 2 / I 1).N1 + C
N1 = I 1 .C / (I 1 - I 2)
V(N1) = [(N1 2. I1/f1)+(N2 2. I2/f2)] / (I 1 - I 2)2
Problema
En Quintanar de los Templarios existen tres fincas colindantes que se encuentran
cercadas y que se dedican a la producción de venados para la repoblación. Los
ejemplares se capturan mediante trampas cerradas en las que cultiva avena. Se
han capturado 478 individuos en la finca A; 444 en B y 124 en C, que se han
dedicado a repoblar otra fincas. Durante un periodo previo y posterior a las
extracciones se realizaron conteos a lo largo de diferentes itinerarios cuyos datos
y resultados se exponen en la tabla adjunta
Fincas
Conteo del itinerario anterior
Conteo itinerario posterior
Capturas
Nº
Longitud (m)
Nº
Longitud (m)
A
301
3000
76
3000
478
B
444
2500
186
2500
444
C
76
1000
44
1000
124
Se pide : 1) estimar la densidad de venados en cada finca antes de la extracción.
2) Cual de las tres estimaciones tiene mayor precisión?
Métodos de Censos
Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Métodos de Marcaje-Recaptura
• Se basan en la captura de animales que son
marcados y soltados para posteriormente ser
capturados.
• Para su aplicación la población animal ha de
cumplir:
– Su densidad no está sujeta a cambios rápidos
(migraciones, nacimientos, mortalidades)
– No es afectada por los marcajes
• Precauciones en el diseño del censo:
– Poblaciones cerradas
– Corto espacio de tiempo entre muestreos
– Métodos de marcaje adecuados
Métodos de Marcaje-Recaptura
• En una población cerrada de ‘N’ individuos, hacemos un
muestreo en el que se capturan ‘M’individuos que son
marcados todos y vueltos a soltar.
• Se realiza un segundo muestreo en que se capturan ‘n’
animales, de los que ‘m’ estan marcados.
• Hipótesis: los animales marcados se vuelven a mezclar con
la población sin alteración alguna
• Como consecuencia, la proporción de individous marcados
en el 1er y 2º muestreo es constante:
M/N=m/n
• Por tanto:
N=M.n/m
• La varianza de la estimación:
s2= M2.n.(n-m)/m3
Métodos de Marcaje-Recaptura
• Casos particulares:
– Cuando se utilizan muestras pequeñas:
(M+n)>N o m>7
( M + 1)(n + 1)
N=
−1
m +1
(Chapman, 1951)
– Cuando el control de individuos se realiza sin
recaptura física (radiotrasmisores, control visual,..):
(Bailey, 1951)
M (n + 1)
N=
m +1
Métodos de Marcaje-Recaptura
Varios Marcajes y Recapturas: en cada captura
se marcan todos los animales que no están marcados
⋅
N = M 1 n1
1ª captura:
M1
2ª captura:
n1
m1
3ª captura:
..........
n2
....
m2
....
iª captura:
ni-1
mi-1
M2=M1+(n1-m1)
m1
M3=M2+(n2-m2) N = M 2 ⋅ n2
..................
M3 = [M1+(n1-m1)]+(n2-m2)= m2
Mi=M
-mi-1
) +m )
i-1+(n
+(ni-1 +n
)-(m
=M
1
1
2
1
2
• Por tanto sustituyendo en cadena:
Mi=M1+ Σni-1 - Σmi-1)
Métodos de Marcaje-Recaptura
Varios Marcajes y Recapturas
Obtenemos varias estimaciones de N:
Ni = Mi . ni /mi
• Por tanto, podemos estimarlo como la media de todas
ellas, o mejor, como su media ponderada por los
individuos marcados recuperados en cada muestreo:
N = Σ(Ni . mi) / Σ(mi)
Sustituyendo
N = Σ(Mi . ni) / Σ(mi)
• Cuya varianza se puede evaluar por la expresión
siguiente:
V(N) = 1/(1+Σmi) + 2/(1+Σmi)2 + 6/(1+Σmi)3
Métodos de Marcaje-Recaptura
Triple Captura – poblaciones abiertas
Método de
Bailey (1952)
– Tres campañas de capturas sucesivas
– Dos marcajes diferentes
– Dos recapturas
Campañas de Marcado Capturados Recapturados
capturas
s
de M1
1ª
2ª
3ª
M1
M2
-
n1
n2
m12
m13
Recapturados
de M2
M2= -n1-m12
m23
• Debido a que son poblaciones abiertas en el momento de la 2ª
campaña los individuos marcados son M’1 < M1
• Se cumple:
N2 = M’1 . n2 /m12
Métodos de Marcaje-Recaptura
Triple Captura – poblaciones abiertas
Campañas
de capturas
1ª
2ª
3ª
Marcados Capturados Recapturados
de M1
M1
M2
-
n1
n2
Recapturados
de M2
m12
m13
m23
• Para estimar M’1 podemos suponer que la tasa de perdidas
(emigración) permanece constante, tanto para los ejemplares
marcados en la 1ª como en la 2ª capaña:
M '1 M 2
=
m13 m23
• despejando: M’1= M2 . m13 /m23
• Sustituyendo en cumple N2 = M’1 . n2 /m12 =
=(M2 . m13 /m23) . n2 /m12 = M2 . m13 . n2 /m23 . m12
Métodos de Marcaje-Recaptura
Triple Captura – poblaciones abiertas
• Por tanto,
M 2 ⋅ m13 ⋅ n2
N2 =
m23 ⋅ m12
• Y cuya varianza se puede calcular por la expresión:
1
1
1
1
+
−
− )
Var ( N 2 ) = N 2 ⋅ (
m12 m23 m13 n2
Métodos de Censos
Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Métodos de Capturas Sucesivas
sin Reemplazamiento
• Método de Moran-Zippin:
– Capturas sucesivas con extracción de animales
capturados
– La probabilidad de captura es constante (esfuerzo
de captura y circunstancias del censo son similares
en cada pasada)
• Sean:
p = probabilidad de capturar 1 individuo
q = 1- p = prob. de no capturar 1 individuo
C1, C2,...,Ci nº de animales capturados en
la 1ª, 2ª,..., iª pasadas respectivamente
Método de Moran-Zippin
• C1 = N . p = N . (1-q)
• C2 = [N-C1] . p = [N-N.(1-q)] .(1-q) = N.q.(1-q)
• C1+C2 = [N.(1-q)] + [N.q.(1-q)] = N.(1-q2)
• C3 = [N-(C1 +C2)] . p = [N-(N (1-q2))] . p = [Nq2].(1-q)
• C1+C2 +C3 = [N (1-q2)] + [Nq2(1-q)] = N.(1-q3)
.......
..........
n
• C1+C2 +C3+.....+Cn = Σ Ci
• Despejando:
n
= N.(1-qn)
N = Σ Ci / (1-qn)
Método de Moran-Zippin
n
N = ∑ Ci 1 − (1 − p ) n
1
• Y la varianza de esta estimación viene dada por la
expresión:
V(N) = N.(1- qn).qn / [(1- qn)2-(pn)2qn-1]
donde ‘n‘es en nº de pasadas realizadas y ‘p’ es la
probabilidad de captura, o eficacia del muestreo.
• Calculo de ‘p’:
Se representan los datos por pasadas
en un gráfico con:
– Abcisas: capturas acumuladas en los muestreos
anteriores
– Ordenadas: nº de capturas en cada pasada
Métodos de Capturas Sucesivas
sin Reemplazamiento
• El corte de la recta de regresión con el eje de abcisas es una
estimación de ’N’
• La pendiente de la recta es una estimación de ‘p’
100
Capturas
X:
Y:
Capt. CaptuAcum. ras
120
80
60
0
100
100
80
20
180
60
0
240
30
270
20
40
0
100
200
Capturas acumuladas
300
N
Métodos de Capturas Sucesivas
sin Reemplazamiento
Método de Carle & Strub (1978)
• Define el estadístico:
n
M = ∑ (i − 1).Ci
1
• El estimador de máxima verosimilitud ponderada:
n


 T = ∑ Ci 
1


 N + 1  n  nN − M − T + i 
 ≤1
.∑ 

 N + T + 1  1  nN − M + 1 + i 
• Siendo N ( N ≥ T ) el menor nº entero que cumple con el
estimador
Métodos de Censos
Tipos:
– basados en estimadores de abundancia de
animales
– Cuantificación de indicadores de
actividad animal
– Itinerarios y Estaciones de censo
– Control de capturas
– Marcaje y recaptura
– Capturas sucesivas con extracción
– Conteo total
Conteo Total o Directo
• Enumeración de toda la poblacion en
concentraciones espaciales
• Fases del Censo:
– Delimitación de agregados en que se divide la población
– Conteo rápido (simultáneo o secuencial) del nº
individuos en cada agregado
• Se requiere:
– Toda la población este concentrada
– Agregados poblacionales facilmente visibles
– Esfuerzo de censo grande y concentrado
Conteo Total o Directo
tipos de agregados poblacionales
• Unidades Sociales:
– Aves grandes nidificantes en roquedos o en arboles
dominantes
– Ungulados de alta montaña (rebecos, cabras)
• Colonias de Reproducción:
– Hacinamientos reproductivos en áreas favorables
escasas
– Aves y mamíferos marinos en acantilados,
– sapos en charcas
• Concentraciones post-reproductivas:
– Grandes migradores
– Aves planeadoras en el estrecho de Gibraltar
– Grullas en Gallocanta
FIN
Distribución espacio-temporal
• Comportamiento en la utilización del espacio
– Dominio Vital o Área de Campeo
– Gregarismo.
– Territorialidad
• Tipo de Hábitat
• Distribución espacial:
- uniforme
- aleatoria
- contagiosa
• Distribución temporal:
– Variaciones accidentales
– Ritmos: - de abundancia
- de distribución
- de actividad
Función de Detectabilidad
g(x)
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
20
40
60
80
distancia (m)
100
120
Ajuste de la Función de Detectabilidad
1
y = -0.0028x + 0.6765
2
R = 0.7519
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
1
0.2
-0.0161x
y = 0.9704e
2
R = 0.9743
0.9
0.1
0.8
0
0
50
100
150
distancia (m)
0.7
200
250
0.6
300
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
50
100
150
200
distancia (m)
250
300
N2 = N1 - Cm - Ch
(#)
Pirámide poblacional de ciervos gestionados en
montería (20% motalidad anual)