bloque 5 macroinvertebrados. multimétricos

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


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


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.


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


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


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


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


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


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


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

bloque 5 macroinvertebrados. multimétricos

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