Bloque 5 Macroinvertebrados. MultiméTricos

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Bloque 5 Macroinvertebrados. MultiméTricos

  1. 1. EL ESTADO ECOLÓGICO USO DE LOS MACROINVERTEBRADOS RIBERA HIDROMORFOLOGÍA
  2. 2. Macroinvertebrados y métodos ordenación y clasificación Unimétricos Medida única e.g. Índices bióticos, diversidad Univariable Multimétricos Varias medidas e.g. Índices integridad bilógica (IBI) Gradientes indirectos Ordenación (CA, PCA, DCA) e.g. RIVPACS, AUSRIVAS Multivariables Gradientes directos (CCA, RDA) Multivariable Multidimensional (MDS) Clasificación, Clusters (Twinspan, k-means) Asociación
  3. 3. Índices multimétricos Utilización de diversas métricas combinadas. Combinación posible de diversas maneras Los mas conocidos son los I.B.I. (Índices de Integridad Biológica), muy utilizados en peces Muchas aproximaciones diferentes.
  4. 4. INDICES DE INTEGRIDAD BIOLÒGICA: I.B.I. Sistema desarrollado por J. Karr i de gran uso en U.S.A. Es un paso mas en la evolución del pensamiento respecto a lo que significa la contaminación y como caracterizarla y combatirla Dilución: solución para la contaminación Limpiar el agua soluciona el problema Hay que mantener y/o restaurar la comunidad biológica: aplicar Biocriterios
  5. 5. PROBLEMAS PARA LOS BIOCRITERIOS 1 – Visión reduccionista de los ecosistemas acuáticos, falta de interdisciplinariedad. 2 – Mucha legislación pero poca se cumple. 3 – Métodos fallidos (EIA, Bioensayos). 4 – Demasiados índices, variabilidad de los mismos. 5 – Métodos no estandarizables 6 – Bajo índice coste/efectividad 7 – Falta de referencias y comparación de grupos heterogéneos.
  6. 6. I.B.I. fUNDAMENTOS – Se empieza con las comunidades de peces. – Tiene una base regional. Hay que establecer regiones similares de faunas similares (ECOREGIONES) - Es básico disponer de algunos puntos de referencia para saber cuales són los valores de los índices para estos puntos para así poder comparar. -Se usan 12 diferentes atributos agrupados en 3 grupos de métricas: -La riqueza de especies y la composición de la comunidad. -la composición trófica, y la abundancia. - Para cada métrica se definen tres puntuaciones: -Igual o ligera desviación de la referencia (5 puntos) -Desviación moderada de la referencia (3 p.) -Desviación elevada respecto referencia ( 1 p.) Requiere un estudio profundo para dar los límites para cada puntuación o un criterio “experto”.
  7. 7. I.B.I. fUNDAMENTOS Las métricas usadas varían de Ecoregion a Ecoregion así como lo hacen las especies usadas (se usa en 30 estados de USA y en algunos de ellos tiene fuerza legal en litigios). Ventajas: Es un índice cuantitativo en algunas métricas Se usa respecto a una referencia (condición natural) Refleja diferentes atributos de los sistemas biológicos Barato y simple Sensible a todo tipo de cambios ambientales Adaptable a las circunstancias locales Incorpora el criterio de los expertos Posibles problemas: Si hay pocas especies Si hay muchos endemismos La salinidad de los estuarios
  8. 8. I.B.I. Métricas usadas Grupo Ejemplos Número total especies Número especies nativas “Darter species” Especies insectívoras, salmónidos juveniles “Sunfish species” Nº ciprínidos, % de especies de cabecera “Sucker species” Truchas adultas, “catfish” Nº especies intolerantes % sp sensibles, % sp anfibias.. %Green sunfish % carpas comunes, % sp tolerantes %Omnivoros % generalistas % ciprínidos insectívoros Truchas juveniles, % insectívoros % carnívoros % de salmónidos pescables, % sp pioneras Número ind/esfuerzo Densidad, % especies abundantes % Híbridos % especies introducidas, % nativas % individuos enfermos Biomasa total de peces
  9. 9. Proyecto FAME Herramientas Condiciones Clasifi- Estándard Tipología de referencia Métricas básicas cación de de de ríos y pre- candidatas especies muestreo clasificación Base de Datos FIDES ‘Aproximación espacial’ ‘Aproximación por Modelización’ Condiciones Condiciones de Modelo de Modelo de Desarrollo de referencia degradación referencia degradación del Método específicas específicas Propuesta Propuesta de índices de índice multimetricos multimetrico Metodología propuesta Validación del Método Comparición con los métodos existentes Prueba de campo Metodología final Divulgación Programa de PC, manual publicaciones Página web FAME
  10. 10. Tipologia de ríos-Peces 0 5 10 15 20 25 30 2 Trucha + Barbos mont. 3 Bagre 1 Barbos mont. 5 Trucha 4 Max. diversidad
  11. 11. “Sreening” de métricas Pre-clasificación de las estaciones con las variables de impacto Se testaron un total de 528 métricas potenciales Composición de especies Abundancia Tolerancia Hábitat Reproducción Longevidad Alimentación Migración
  12. 12. Selección de métricas Box-plot + KW Spearman R (impacto vs no impacto) P < 0.05 Métricas Impacto X Métricas Candidatas P < 0.05 P > 0.05 Respuesta Rechazada significativa
  13. 13. Selección de métricas Score 5 Métrica Score 3 Score 1 1 2 3 4 5 Impacto
  14. 14. Selección de métricas Box-plot + KW Spearman R (impacto vs no impacto) P < 0.05 Métricas Impacto X Métricas Candidatas P < 0.05 P > 0.05 Métricas R<0.8 finales Respuesta Rechazada significativa R>0.8 Spearman R Rechazada
  15. 15. Scoring de las métricas Score 5 Score 3 Metric value Score 1 Non-Outlier Max Non-Outlier Min 75% 25% Non impacted sites Impacted sites Median
  16. 16. Valor Montaña húmeda Intervalo Métrica perc_sp_native 1 < 20% 3 20–80% 5 > 80% perc_sp_Intol 1 < 50% 3 50–80% 5 > 80% 120 120 100 100 80 80 60 60 32 40 40 4 Perc_sp_native 20 20 perc_sp_Intol 0 1 35 25 0 15 25 3 -20 -20 N= 4 33 N= 4 33 0 1 0 1 Estacions no impactades Estacions no impactades
  17. 17. IBICAT Tipo de Métrica Score Río 1 3 5 1 Nr. Nativas 0 1 >1 Nr. nativas insectivoras 0 1 >1 Nativas Intolerantes (ind/ha) 0 <1500 ≥1500 2 % Nativas <20 20-80 >80 % Nativas Intolerantes <50 50-80 >80 3 % Nativas <40 40-80 >80 % Nativas Insectivoras <40 40-80 >80 Nr. nativas / Nr. Hist. nativas <0.3 0.3-0.6 >0.6 4 Nr. tolerantes 0 1 >1 Nativas alta longevidad (ind/ha) <1000 1000-3000 >3000 Nr. Nativas litofilicas 0 1 >1 5 Densidad total de nativas (ind/ha) <400 400-1200 >1200
  18. 18. I.B.I. en California Valores de 0 a 10 para cada métrica Valor final del índice entre 0 i 100 (10 métricas) El valor de 10 para cada métrica es el valor del 80th percentil. Para el valor de 0 se usa 10th percentil de los puntos de no referencia. El rango que queda se divide por nueve y así tenemos los valores para cada métrica entre 0 y 1 a partir del valor original de la misma. (Ode et al, 2005 Env. Management, 35:4:493-504)
  19. 19. En otro estudio, el I.B.I. fue sensible a la cantidad de espacio impermeabilizado en un área con importante presencia humana
  20. 20. INDICES MULTIMÉTRICOS. COMBINAN DIFERENTES MÉTRICAS SENSIBLES A UN TIPO O VARIOS DE CONTAMINACIÓN. Selección de métricas Correlación con presiones Peso de cada métrica y combinación
  21. 21. CATEGORIA MÉTRICA RESPUESTA Bolivia Brasil AL IMPACTO Riqueza Número total de taxa Disminución +1 + Taxa familias Disminución +1 Taxa EPT Disminución +1 +1 Taxa Ephemeroptera Disminución + Taxa Plecoptera Disminución + Taxa Trichoptera Disminución + Composición % EPT Disminución +1 + % Chironomidae Aumento +1 % Ephemeroptera Disminución + % Plecoptera Disminución + % Trichoptera Disminución + % Coleoptera Disminución +1 % Odonata Aumento + % Diptera Aumento +1 Tolerancia/Intolerancia Número de taxa intolerantes Disminución % de organismos tolerantes Aumento % del taxon dominante Aumento BMWP Disminución +1 EPT/Chironomidae Disminución + Baetidae/Ephemeroptera Aumento + Abundancia (valor absoluto) Abundancia de EPT Disminución + Abundancia de Chironomidae Incremento +1 Abundancia total Disminución + Características tróficas % Filtradores Variable + + % Raspadores Disminución + + % Recolectores Disminución + + % Trituradores Disminución + +1 % Depredadores Disminución + + Habitat % de animales adheridos Disminución
  22. 22. Rios temporales, relación con presiones 2.0 2.0 r ² 0.60 r ² 0.71 1.5 1.5 EQR - IASPT-2 EQR - IBMWP •Number of families (r2 = 0.58) 1.0 1.0 0.5 0.5 •IASPT-2 (Iberian ASPT minus 2) (r2 = 0.71) 0.0 0.0 •IBMWP (Iberian BMWP) (r2 = 0.60) •EPT (number of families of Ephemeroptera, 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Organic pollution pressure Organic pollution pressure 6 2.0 Plecoptera, Trichoptera) (r2 = 0.59) 5 r ² 0.22 1.5 r ² 0.60 •Log Selected ETD+1 (Log10 of 1 + sum of abundance of Heptageniidae, Ephemeridae, EQR - Log Sel EPTCD+1 4 EQR - Sel EPTCD rel 1.0 3 Brachycentridae, Goeridae, Odontoceridae, 2 1 0.5 Limnephilidae, Polycentropodidae, Athericidae, 0 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Dixidae, Dolichopodidae, Empididae, Stratiomyidae) (r2 = 0.56) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Organic contamination pressure Organic pollution pressure 8 2.0 •Log Sel EPTCD+1 (Log10 of 1 + sum of r ² 0.03 1.5 r ² 0.56 abundance of selected EPTCD: Chloroperlidae, 6 Nemouridae, Leuctridae, Leptophlebiidae, EQR - Log Sel ETD+1 EQR - Sel EPTCD/DE Ephemerellidae, Philopotamidae, Limnephilidae, 4 1.0 2 0.5 Psychomyiidae, Sericostomatidae, Elmidae, 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Dryopidae, Athericidae) (r2 = 0.60) Organic pollution pressure Organic pollution pressure Mejores métricas
  23. 23. Datos cualitativos Qualitative ICM (ICM 11): • IASPT-2: Iberian Average Score Per Taxon minus 2 (using Alba-Tercedor values) • EPT: number of families of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera • Num. of taxa: Number of faminies ICM 11 (qual) Weight IASPT-2 0.5 EPT 0.3 Num of taxa 0.2
  24. 24. Datos cuantitativos Quantitative ICM (ICM 10): • IASPT-2: Iberian Average Score Per Taxon minus 2 (using Alba-Tercedor values) • Log Sel EPTCD+1: Log10 of 1 + sum of abundances of Chloroperlidae, Nemouridae, Leuctridae (Plecoptera), Leptophlebiidae, Ephemerellidae (Ephemeroptera), Philopotamidae, Limnephilidae, Psychomyidae, Sericostomatidae (Trichoptera), Elmidae, Dryopidae (Coleoptera), Athericidae (Diptera) • EPT: number of families of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera • Num. of taxa: Number of families ICM 10 (quant) Weight IASPT-2 0.4 Log Sel EPTCD+1 0.2 EPT 0.2 Num of taxa 0.2
  25. 25. Intercalibración del índice nacional IBMWP 1.6 1.6 1.4 r ² 0.75 1.4 r ² 0.74 1.2 1.2 1.0 1.0 EQR ICM 10 R-M5 EQR ICM 11 R-M5 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 -0.2 -0.2 -0.4 -0.4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Organic pollution pressure Organic pollution pressure 2.0 2.0 1.8 r ² 0.84 r ² 0.84 1.6 1.5 1.4 1.2 EQR IBMWP EQR IBMWP 1.0 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.2 0.0 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 EQR ICM10 R-M5 EQR ICM 11 R-M5
  26. 26. ICM-Establecimiento EQR Boundaries Italy Portugal Spain GUADALMED benchmark High - Good ICM7 quantitative 0.892 0.793 0.92 0.92 ICM9 qualitative 0.944 0.695 0.97 0.80 STAR index 0.908 0.723 0.94 0.95 Good-Moderate ICM7 quantitative 0.669 0.565 0.69 0.69 ICM9 qualitative 0.708 0.496 0.73 0.60 STAR index 0.681 0.515 0.73 0.72

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