Metodología para la medición y evaluación de la biodiversidad en

Metodología para la medición y evaluación de la biodiversidad en inventarios forestales
Patricio Emanuelli (GTZ)
MESA DE EXPERTOS SOBRE MONITOREO FORESTAL
Primera Reunión: Requerimientos mínimos para el monitoreo de los recursos forestales en el marco de las actividades de MRV‐REDD.
San Salvador, 13 al 15 de diciembre de 2010
Biodiversidad
La diversidad biológica es el resultado de un complejo proceso evolutivo, con una
variabilidad entre los organismos vivos, así como en los complejos ecológicos de los que
forman parte.
Es utilizada tanto en el campo de la biología de la conservación como en el de la
supervisión ambiental, como un índice de salud del ecosistema.
La cuantificación de la biodiversidad para cualquier nivel de organización, es un
instr mento heurístico
instrumento
he rístico en la gestión ambiental.
ambiental
La diversidad de especies tiene tres niveles:
•la diversidad local (o diversidad alfa),
•la
l dif
diferenciación
i ió d
de lla di
diversidad
id d entre á
áreas ((o di
diversidad
id d b
beta)) y
•la diversidad regional (o diversidad gama)
composición,
estructura y
funcionalidad
Biodiversidad en inventarios forestales.
El objetivo clásico de los inventarios forestales es la determinación del volumen
maderable en los bosques así como la estimación del crecimiento y los cambios
estructurales.
La necesidad de realizar análisis de biodiversidad ha quedado patente en los
últimos años tal y como se refleja en el Convenio de Diversidad Biológica de las Naciones
Unidas del año 1992.
1992
Además, la cuantificación de la biodiversidad es un objetivo importante para el
manejo de los recursos no maderables de los bosques, como lo es el almacenamiento de
carbono.
En los ecosistemas forestales pueden ser determinados tres componentes de la
biodiversidad:
•composición,
•estructura
t t
y
•funcionalidad.
Número de
especies y su
abundancia
relativa
Biodiversidad en inventarios forestales.
En la mayoría de los Inventario Forestales Nacionales la captura
de información se centra en la obtención de indicadores relativos a la
composición y a la estructura, debido a la facilidad de medición y
a la objetividad de los datos obtenidos.
Para realizar una aproximación práctica a la biodiversidad a nivel
de ecosistema, tal y como describen se determinan distintos tipos de
“hábitat” en lugar de centrarse en las especies.
De los numerosos índices utilizados para expresar la
biodiversidad específica, los más aceptados son aquellos que
combinan los dos componentes principales del concepto:
•ell número
ú
d
de especies
i y
•la abundancia relativa de cada una
Índices de Biodiversidad
En cuanto a aplicaciones prácticas a escala nacional los indicadores seleccionados en España
para la estimación y valoración de la biodiversidad, en el Tercer Inventario Nacional Forestal, se
agrupan en siete elementos estructurales (Alberdi et al, 2005 (1)).
1 Tipología de masa forestal
1.
El índice de diversidad usado para los distintos niveles de clasificación del territorio es el
índice de Shannon (H '), conocido también como índice de Shannon-Weiner:
donde:
S: número de especies (la riqueza de especies)
pi: proporción de individuos de la especie i respecto al total de
individuos (es decir la abundancia relativa de la especie i: ni / N, con
ni: número de individuos de la especie i
y N: número de todos los individuos de todas las especies)
Este
ste índice
d ce se expresa
e p esa co
con u
un número
ú e o pos
positivo,
t o, que e
en la
a mayoría
ayo a de los
os ecos
ecosistemas
ste as
naturales varía entre 1 y 5. Excepcionalmente puede haber ecosistemas con valores mayores
(bosques tropicales, arrecifes de coral) o menores (algunas zonas desérticas). La mayor limitación
de este índice es que no tiene en cuenta la distribución de las especies en el espacio.
(1): Alberdi Asensio, I.; Saura Martínez de Toda, S. y F.J. Martínez Millán. 2005. El estudio de la biodiversidad en el Tercer Inventario Forestal Nacional. (Actas de la I Reunión de Inventario y Teledetección Forestal). Cuad. Soc. Esp. Cienc. For. 19: 11‐19.
Índices de Biodiversidad
2. Especies arbóreas
Se plantean los siguientes indicadores de biodiversidad:
a) La cantidad de especies arbóreas (riqueza)
Los indicadores considerados para determinar la riqueza son el máximo y mínimo número de
especies en cada parcela así como la media, varianza e intervalo de confianza (95%), y por
último, el número total de especies en cada hábitat.
b) Índices no paramétricos de diversidad
Se calculan las densidades de especies
p
p
para cada hábitat y los índices siguientes:
g
Índice de diversidad de Margaleff:
Índice de diversidad de Menhinick: Índice de diversidad de Simpson:
Donde:
S : número de especies o riqueza de especies
N : el número total de individuos o abundancia
Índice de diversidad de Berger‐Parker:
Índice de diversidad de Shannon y Weiner:
Nmax : es la máxima abundancia de i especie
pi : es la proporción del total de la muestra encontrada para la especie i
Índices de Biodiversidad
c) Mezcla de coníferas/frondosas
El indicador mezcla de coníferas/frondosas es un elemento caracterizador de la
biodiversidad estructural como indicador del reparto proporcional entre estos grupos
de especies
especies. Las relaciones se calculan a partir de las áreas basimétricas y las
cantidades de pies por hectárea.
d) Índice de importancia
Se calcula para cada especie arbórea el índice de importancia IVI (Importance
Value Index). Para calcular el IVI de cada especie se suma el porcentaje de
presencia en las parcelas, el porcentaje que ocupa en cantidad de pies mayores por
h tá
hectárea
y ell porcentaje
t j respecto
t a su á
área b
basimétrica.
i ét i
Se denominan respectivamente a estos tres sumandos: IVI-1, IVI-2 e IVI-3. Así
pues el IVI puede oscilar entre 0 y 300%.
Índices de Biodiversidad
3 Di
3.
Distribución
t ib ió por clases
l
di ét i
diamétricas
Para cada tipología de masa forestal se calcula el rango de
variación de los diámetros presentes en cada parcela y se presenta
la frecuencia de parcelas en amplitudes de 5 cm. Cuanto mayor es
el número de parcelas con mayores valores de sus rangos, mayor
se puede considerar la biodiversidad estructural. El número de
nichos ecológicos puede considerarse mayor si la distribución de
estos rangos es variada. Una alternativa es calcular la desviación
típica de los diámetros de los árboles en cada parcela.
Índices de Biodiversidad
4. Estratificación vertical arbórea
El objetivo de este elemento es la determinación del número de estratos y
se estima mediante dos indicadores:
• el porcentaje de parcelas ocupado por masas con subpiso y sin subpiso; y
• la clasificación en masas coetáneas, regulares, semirregulares, e irregulares.
Si el número de estratos es mayor, el bosque entraña una mayor complejidad
estructural lo que implica una mayor biodiversidad
estructural,
biodiversidad.
Índices de Biodiversidad
5. Cubierta arbustiva
Se analiza la composición de la flora arbustiva y su biodiversidad estructural.
estructural
i.
ii.
En el primer caso, se calcula la riqueza de especies de matorral de cada
hábitat y las densidades de éstas respecto a la superficie muestreada y al
l
logaritmo
it
d
de lla cabida.
bid
En el segundo, se considera la fracción de cabida cubierta del matorral
(F.c.c.), analizando los porcentajes de parcelas ocupados por las clases de
y o igual
g
q
que 70% respecto
p
al
F.c.c.: de 0 a 9, de 10 a 39, de 40 a 69, y mayor
sumatorio de todas las fracciones de cabida cubierta.
Se puede incluir el cálculo de un índice de importancia de matorral para cada
especie o grupo de especies en cada hábitat
hábitat, considerando:
•el grado de presencia en las parcelas,
•la fracción de cabida cubierta respecto al total de la superficie ocupada por el
matorral y
matorral,
•un pseudovolumen de matorral.
Índices de Biodiversidad
6 M
6.
Madera
d
muerta
t
La presencia de madera muerta es un aspecto crucial de la
conservación de la biodiversidad pues es un elemento fundamental para el
buen funcionamiento del ecosistema, siendo altamente beneficioso contar
con un cierto porcentaje de madera muerta abandonada en el monte, que no
se sobrepase un umbral que favorezca la aparición de plagas y aumente la
peligrosidad de los incendios forestales.
Las categorías de madera muerta pueden ser:
•madera en pie,
•árboles muertos caídos,
•trozas de madera (hasta diámetro en punta de 7,5 cm),
•tocones y,
•ramas finas y leñas.
Otros Indicadores de Biodiversidad
Algunos indicadores adicionales de biodiversidad a incluir en futuras
evaluaciones del IFN3 como ampliación de las ya consideradas en España son:
• Riqueza de las especies no leñosas: en cada subparcela evaluar la riqueza de
helechos, angiospermas gramíneas, angiospermas no gramíneas, y líquenes.
• Presencia de especies vegetales amenazadas: los datos a obtener son las
diferentes especies existentes y su frecuencia.
• Porcentaje de cobertura del suelo: porcentaje de cobertura del suelo de cada
tipología forestal por tierra, piedras, roca, turberas, encharcamientos, vegetación
herbácea, materia orgánica, etc…
• Lugares estratégicos: se propone establecer la frecuencia de distintos elementos
tales como montones de tierra, toperas, madrigueras, cuevas, muros, y otros.
La experiencia de Colombia
En el caso de América Latina, en el Informe sobre el Estado
de la Biodiversidad en Colombia 2006-2007 se presentan los
indicadores utilizados para evaluar la diversidad clasificados en
cada
d uno d
de llos componentes
t d
de acuerdo
d con ell modelo
d l d
de
“Estado - Presión –Respuesta” (Romero et al., 2008)(2).
Este
ste modelo
ode o toma
to a la
a evolución
e o uc ó de
del estado de la
a
biodiversidad, de las presiones que ejerce la sociedad sobre la
misma, cambiando su calidad y cantidad y las respuestas
institucionales para avanzar en la implementación de las políticas
ambientales
bi t l y políticas
líti
económicas
ó i
generales
l y sectoriales.
t i l
(2): Romero, M; Cabrera, E. y N. Ortiz. 2008. Informe sobre el estado de la Biodiversidad en Colombia 2006-2007. Instituto
de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt.
Humboldt Bogotá,
Bogotá D.C.
D C Colombia.
Colombia 186 p.
p Disponible en:
http://www.humboldt.org.co/humboldt/programas/admin/uploads/188_INSEB_2006-2007.pdf
Modelo de “Estado - Presión –Respuesta”
Los indicadores de estado general de la biodiversidad reflejan las
condiciones y características en que se encuentran en un momento
determinado los recursos naturales en su nivel de conservación, uso
sostenible y distribución justa y equitativa de beneficios
beneficios.
Los indicadores de presión describen las actividades económicas,
sociales, demográficas, políticas y productivas que potencialmente
pueden generar cambios negativos para la biodiversidad y, en general,
del deterioro sistemático a que han sido sometidos los recursos
naturales.
Los indicadores de respuesta reflejan la implementación de acciones
de política que se han venido implementando para proteger la
biodiversidad de las presiones adversas y que propenden por una
adecuada atenuación de estas presiones y la recuperación de los daños
ya causados.
Biodiversidad en inventarios forestales.
Para determinar una
na gestión óptima para la conser
conservación
ación
de la biodiversidad se ha de tener en cuenta que las mediciones
que se realizan son parciales y no son capaces de estimar todos los
procesos ecológicos
p
g
significativos.
g
Un sistema de monitoreo de la biodiversidad se debe basar
en la estimación de indicadores que permitan entender las
interrelaciones entre los diferentes componentes de la biodiversidad
(ecosistemas, especies y genes), los cuales puedan ser medidos de
una manera sistemática y periódica.
Metodología para la medición y evaluación de la biodiversidad en inventarios forestales
Patricio Emanuelli (GTZ)
(gracias)