Post on 22-Jun-2015
EL ESTADO ECOLÓGICO USO DE LOS MACROINVERTEBRADOS
RIBERA
HIDROMORFOLOGÍA
Macroinvertebrados y Macroinvertebrados y Macroinvertebrados y Macroinvertebrados y métodosmétodosmétodosmétodosordenaciónordenaciónordenaciónordenación y y y y clasificaciónclasificaciónclasificaciónclasificación
Univariable
Multivariable
Medida única
Varias medidas
Unimétricose.g. Índices bióticos, diversidad
Multimétricose.g. Índices integridad bilógica(IBI)
Ordenación
Clasificación, Asociación
Gradientes indirectos(CA, PCA, DCA)
Gradientes directos(CCA, RDA)
Multidimensional (MDS)
Clusters (Twinspan, k-means) M
ultivariables
e.g. RIVPACS, AUSRIVAS
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.
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 respe cto 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
PROBLEMAS PARA LOS BIOCRITERIOS
1 – Visión reduccionista de los ecosistemas acuático s, 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 estandarizables6 – Bajo índice coste/efectividad7 – Falta de referencias y comparación de grupos heterog éneos.
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 p ara saber cuales són los valores de los índices para estos punt os para así poder comparar.-Se usan 12 diferentes atributos agrupados en 3 grupos d e métricas:
-La riqueza de especies y la composición de la comuni dad.-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”.
Las métricas usadas varían de Ecoregion a Ecoregion así c omo 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 métricasSe usa respecto a una referencia (condición natural)Refleja diferentes atributos de los sistemas biológi cosBarato y simpleSensible a todo tipo de cambios ambientalesAdaptable a las circunstancias localesIncorpora el criterio de los expertos
Posibles problemas:Si hay pocas especiesSi hay muchos endemismosLa salinidad de los estuarios
I.B.I. fUNDAMENTOS
I.B.I. Métricas usadas
Biomasa total de peces
% individuos enfermos
% especies introducidas, % nativas% Híbridos
Densidad, % especies abundantesNúmero ind/esfuerzo
% de salmónidos pescables, % sp pioneras% carnívoros
Truchas juveniles, % insectívoros% ciprínidos insectívoros
% generalistas%Omnivoros
% carpas comunes, % sp tolerantes%Green sunfish
% sp sensibles, % sp anfibias..Nº especies intolerantes
Truchas adultas, “catfish”“Sucker species”
Nº ciprínidos, % de especies de cabecera“Sunfish species”
Especies insectívoras, salmónidos juveniles“Darter species”
Número especies nativasNúmero total especies
EjemplosGrupo
Herramientas básicas
Base de Datos
Desarrollo del Método
Validación del Método
Divulgación
Estándardde
muestreo
Clasifi-cación de especies
Métricascandidatas
Condiciones de referencia
y pre-clasificación
Tipología de ríos
FIDES
Condicionesde
degradación específicas
Condiciones de referencia específicas
Propuesta de índices
multimetricos
‘Aproximación espacial’
Proyecto FAME
Metodología propuesta
Comparición con los métodos existentes Prueba de campo
Metodología final
publicacionesPrograma de PC, manual Página web FAME
‘Aproximación por Modelización’
Modelo de referencia
Modelo de degradación
Propuesta de índice
multimetrico
Tipologia de ríos-Peces
5Trucha
2Trucha
+Barbos mont.
4Max.
diversidad
0 5 10 15 20 25 30
3Bagre
1Barbos mont.
“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
Impacto MétricasX
Spearman R
P < 0.05 Métricas Candidatas
RechazadaRespuesta
significativa
P > 0.05
Selección de métricas
Box-plot+
KW(impacto vs no impacto)
P < 0.05
Selección de métricas
Score 5
Score 3
Score 1Métrica
Impacto
1 2 3 4 5
Impacto MétricasX
Spearman R
P < 0.05 Métricas Candidatas
RechazadaRespuesta
significativa
Spearman R
P > 0.05
Métricas finales
R>0.8
R<0.8
Rechazada
Selección de métricas
Box-plot+
KW(impacto vs no impacto)
P < 0.05
Scoring de las métricas
Non-Outlier Max
Non-Outlier Min
75%
25%
Median
Metric value
Non impacted sites Impacted sites
Score 5
Score 3
Score 1
334N =
Estacions no impactades
10
Per
c_sp
_nat
ive
120
100
80
60
40
20
0
-20
31525
> 80%5
50–80%3
< 50%1perc_sp_Intol
> 80%5
20–80%3
< 20%1perc_sp_native
IntervaloValor
MétricaMontaña húmeda
334N =
Estacions no impactades
10pe
rc_s
p_In
tol
120
100
80
60
40
20
0
-20
32
4
15253
IBICAT
>110Nr. Nativas litofilicas
>1200400-1200<400Densidad total de nativas (ind/ha)5
>30001000-3000<1000Nativas alta longevidad (ind/ha)
>110Nr. tolerantes4
>0.60.3-0.6<0.3Nr. nativas / Nr. Hist. nativas
>8040-80<40% Nativas Insectivoras
>8040-80<40% Nativas3
>8050-80<50% Nativas Intolerantes
>8020-80<20% Nativas2
≥1500<15000Nativas Intolerantes (ind/ha)
>110Nr. nativas insectivoras
>110Nr. Nativas1
531
ScoreMétricaTipo de
Río
I.B.I. en California
Valores de 0 a 10 para cada métricaValor final del índice entre 0 i 100 (10 métricas)El valor de 10 para cada métrica es el valor del 80th p ercentil.Para el valor de 0 se usa 10th percentil de los punto s de no referencia.El rango que queda se divide por nueve y así tenemos los valorespara cada métrica entre 0 y 1 a partir del valor origin al de la misma.(Ode et al, 2005 Env. Management, 35:4:493-504)
En otro estudio, el I.B.I. fue sensible a la cantid ad de espacio impermeabilizado en un área con importante presenci a humana
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
CATEGORIA MÉTRICA RESPUESTA
AL IMPACTO Bolivia Brasil
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
Rios temporales, relación con presiones
Mejores métricas
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
IBM
WP
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
r ² 0.60
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
Sel
EP
TC
D/D
E
0
2
4
6
8
r ² 0.03
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
IAS
PT
-2
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
r ² 0.71
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
Log
Se
l ET
D+
1
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
r ² 0.56
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
Sel
EP
TC
D r
el
0
1
2
3
4
5
6
r ² 0.22
Organic contamination pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R -
Log
Sel
EP
TC
D+1
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
r ² 0.60
•Number of families (r2 = 0.58)•IASPT-2 (Iberian ASPT minus 2) (r2 = 0.71)•IBMWP (Iberian BMWP) (r2 = 0.60)•EPT (number of families of Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) (r2 = 0.59)•Log Selected ETD+1 (Log10 of 1 + sum of abundance of Heptageniidae, Ephemeridae, Brachycentridae, Goeridae, Odontoceridae, Limnephilidae, Polycentropodidae, Athericidae, Dixidae, Dolichopodidae, Empididae, Stratiomyidae) (r2 = 0.56)•Log Sel EPTCD+1 (Log10 of 1 + sum of abundance of selected EPTCD: Chloroperlidae, Nemouridae, Leuctridae, Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Philopotamidae, Limnephilidae, Psychomyiidae, Sericostomatidae, Elmidae, Dryopidae, Athericidae) (r2 = 0.60)
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
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
Intercalibración del índice nacional IBMWP
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R IC
M 1
0 R
-M5
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
r ² 0.75
EQR ICM10 R-M5
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
EQ
R IB
MW
P
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
r ² 0.84
Organic pollution pressure
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EQ
R IC
M 1
1 R
-M5
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
r ² 0.74
EQR ICM 11 R-M5
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
EQ
R IB
MW
P
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
r ² 0.84
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