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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA 1 MODULO DE ECOLOGÍA APLICADA CURSO REGULAR – CICLO ACADÉMICO 2012-2013 PIENSA - UNI Curso de Ecología Aplicada Práctica de Campo Sucesión Ecológica en ambientes afectados por actividad volcánica Elaborado por: MSc. Mario Gutiérrez Gutiérrez 1.- INTRODUCCIÓN Los Ecosistemas experimentan transformaciones a largo plazo, producto de las interacciones de cambio. Cronquist (1981), destaca que algunas comunidades vegetales son estables, perpetuándose sin aparente cambio, sin embargo existen comunidades que son transitorias, las que manifiestan cambios ordenados que pueden ser predecibles. Odum (1981), señala que estos tipos de cambios obedecen al desarrollo y evolución de los ecosistemas. El desarrollo de los mismos se realiza por etapas, denominadas etapas serales que se conciben como una sucesión de comunidades transitorias (seroseries) hasta llegar a un estado final conocida como clímax. (Cronquist 1981, y Sutton y Harmon, 1990). Estos fenómenos son comunes observarlos en zonas afectadas por desastres naturales o provocados por el hombre en el que la vegetación natural haya sido devastada. En las áreas adyacentes al Volcán Masaya, se manifestó la ocurrencia de coladas producto de las actividades volcánicas de 1650, 1772 y 1882 (Guía del Parque Nacional Volcán Masaya, 1996) siendo este uno de los factores que condujeron a este ecosistema a un estado de seroserie típica, la que según Cronquist (1981), comienza con la roca desnuda. Las coladas de los diferentes cráteres de la caldera del Volcán Masaya se sucedieron en diferentes fechas, incidieron en la manifestación de diferentes estadios serales que presentan una serie de características típicas para la realización de observaciones de campo, estudios de poblaciones y aspectos de sucesión ecológica, que permitan desarrollar hipótesis para implementar futuras investigaciones. La práctica de campo consiste de tres partes, la primera parte se abordará Estructura y funciones de un ecosistema, en una segunda parte la sucesión ecológica. 2.- OBJETIVOS: 2 Identificar los componentes y estructura de ecosistemas, describiendo sus funciones. Identificar los límites naturales y artificiales de un ecosistema, caracterizando las comunidades en dos zonas de estudio del Parque Nacional Volcán Masaya. Identificar las etapas de la sucesión ecológica en el Sendero "Los Coyotes". Analizar la estructura de la comunidad (índices de riqueza y diversidad) entre las diferentes etapas serales. Describir las principales formaciones vegetales del Parque Nacional Masaya, basado en zonas de vida y el mapa climático. Destacar las principales funciones y servicios del ecosistema del PNVM 3. MÉTODO Los maestrantes (alumnos) se organizarán en grupos de cuatro estudiantes, se procederá a escuchar la información general del área en el centro de visitantes, posteriormente el grupos se desplazará al sendero "LOS COYOTES", donde se seleccionaran dos sitios, uno con una colada reciente producto de las actividades volcánicas de 1882, y otro con una colada antigua producto de las actividades volcánicas de 1650. En cada una de las zonas aleccionadas, cada grupo delimitaran una parcela de 10 x 10 m, una en el sitio de estadios pioneros (colada reciente 1882) y otra parcela de 10X10 m en sitios de estadios con etapas serales con vegetación desarrollada (colada antigua 1650). Cada grupo le dará salida a los cuatro variables contenidas en los objetivos, para lo cual deberá diseñar una estrategia de trabajo, aparte de las que se orienten en este acápite. Identifique los componentes y estructura de ecosistemas, y describa sus funciones, se sugiere que los resultados los plasme utilizando imágenes o diagramas, acompañados de descripciones con apoyo bibliográfico. Identificar los límites naturales y artificiales de un ecosistema, caracterice o describa las comunidades vegetales predominantes en las dos zonas de estudio del Parque Nacional Volcán Masaya. Identifique las diferentes atapas etapas de la sucesión ecológica en el Sendero "Los Coyotes", y compárelas con las descripciones de la literatura clásica de ecología. 3 Analice la estructura de la comunidad (índices de riqueza y diversidad) entre las zonas de estudio. Describa las principales formaciones vegetales del Parque Nacional Masaya, basado en zonas de vida, el mapa climático y los registros de temperatura y pluviométricos. Destaca las principales funciones del complejo de ecosistemas del PNVM Toma de datos En cada parcela se medirán los árboles con alturas mayores de 3 m la altura del pecho. Estos datos se ordenaran en tablas que contienen la información sobre especie, número de individuos por especie, diámetro medio, diámetro total, porcentaje de individuos por especie y porcentaje de diámetro por especie, puede utilizar herramientas estadísticas que usted considere adecuado. Cada grupo de trabajo (de cuatro estudiantes) delimitará y ubicará al azar cuatro parcelas de 1 m2 cada una. En estas parcelas se contaran todos los individuos por especie encontrados, los datos se ordenaron en tablas (ver ejemplos) por especie, número de individuos . Los datos obtenidos de las parcelas se interpretaran y analizaran por separado para: 1. Estimar los diámetros totales de las especies. 2. Relacionar el número de individuos y el diámetro con el fin de conocer la colonización y competitividad de las especies en cada parcela. Los datos obtenidos en las parcelas de un metro cuadrado, serán utilizados para estimar la abundancia relativa de las especies encontradas dentro de las parcelas, así como índice de diversidad e índice de riqueza de especie. A fin de caracterizar los ecosistemas se recopilará la siguiente información: CARACTERICTICAS FISICAS Aspectos Climáticos • Zona Climática • Altitud • Temperatura promedio anual • Precipitación promedio anual Aspectos Edáficos • Zona Morfológica • Tipo de Suelo • Relieve 4 CARACTERICTICAS BIOLOGICAS Descripción de las formaciones Vegetales • Tipo de formaciones Vegetales • Región Ecológica según Salas y zona de vida según Holdridge Fauna Asociada Mamíferos Reptiles Anfibios Aves Insectos Para determinar las funciones ( Servcios y bienes ) utilizar la información dad en clase, e información complementaria con la búsqueda de literatura. Funciones Bienes y Servicios Grado de intervención antropogénica - Poco Intervenido Fuertemente intervenido No intervenido Se requerirá la búsqueda de información de diferentes fuentes bibliográficas, que permitan darle salidas a las variables de los objetivos. MATERIALES Cinta métrica Estacas Mecates delgados Reglas milimetradas Lupas 5 4.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se puede orientar la discusión de acuerdo a los objetivos siguiendo líneas coherentes; las siguientes preguntas le pueden servir para incorporarlas en la discusión: 1. Qué puede explicar las diferencias de los perfiles de vegetación entra las seroseries ? (colada reciente y colada antigua) 2. Explicar las diferencias entre la riqueza de especies, cual de las comunidades es más rica? 3. A que puede deberse las diferencias en los diámetros? Son de casualidad o se debe al efecto de la competencia u a otra interacción? 4. Cuántas especies comunes existen? Cuántas especies solo se encuentran en una u otra de las formaciones lávicas? 5. Cómo se comportan las especies comunes con respecto al diámetro (ver figura en Ejemplos). 6. Qué especie presenta el mayor diámetro y cual es su abundancia en cada seroserie? 7. Qué tipos de ecosistemas y formaciones vegetales predominan en el PNVM. 8. Cómo los factores ecológicos y las Características físico-naturales de la zona, contribuyen a las formaciones vegetales predominantes en el PNVM. 9. Cuáles son las funciones y servicios de los ecosistema presentes en el PNVM y como contribuyen al desarrollo humano 5. BIBLIOGRAFÍA MARENA (2002).Mapa de Ecosistema y formaciones Vegetales, INETER (2005).Mapa climático de Nicaragua, Managua. Martín -López Berta, Montes Carlos. (s.f.).Funciones y servicios de los ecosistemas: una herramienta para la gestión de los espacios naturales. Departamento de Ecología Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Recuperado el 10 de abril del 2013. http://www.uam.es/gruposinv/socioeco/documentos/MartinLopez%20&%20Montes_Funciones%20y%20servicios _final.pdf] Cronquist, Arthur. (1981). Introducción a la Botánica, Segunda Edición CECSA, México. D.F. México. pp 848. Odum, Eugene. (1981). Ecología General, Tercera Edición, Editorial Interamericana, México. D.F. México. pp Sutton, B. y Harmon, P. (1990). Fundamentos de Ecología. Primera Edición. Editorial Limusa. México, D.F. México. pp 293 6 Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales.(1996). Guía del parque Nacional Volcán Masaya. Estas citas son referencias de la forma en que se deben de escribir una referencia bibliográfica, para escribir el informe se deben de consultar otras obras como; “Ecología basada en zonas de vida” de Holdridge, tesis de licenciatura o Maestría sobre manejo del área protegida PNVM, y el Plan de Manejo del mismo. 7 6.- ANEXO Ejemplos. Estos son cuadros y figuras que sirven como guías para tratar los datos y abordar resultados. La idea es comprender que cada objetivo sigue a una metodología, a cada paso metodológico hay resultados, de manera que en sus resultados trate de aprovechar las tablas, figuras y otros recursos (gráfico del perfil) para mejorar su informe. No. NOMBRE DE LA PLANTA n 1 Indio desnudo 46 20.06 2 Caraño 42 3 Jocote jobo 4 MEDIA PERIMETRA L Diámetros %n (ni/N) % PERIMETROS 923.02 30.00 28.00 20.43 858.30 28.18 26.00 11 19.18 211.00 7.38 6.50 Acetuno 10 20.40 204.00 6.71 6.20 5 Siete pellejos 10 17.07 170.70 6.71 5.20 6 Poro Poro 9 24.48 220.40 6.00 6.80 7 Sacuanjoche 8 46.56 372.50 5.30 11.50 TOTALES (N) 149 3.245.02 Cuadro 1. Perimetros medios totales y porcentuales de 14 especies en una parcela del sendero “Los Coyotes” del PNVM. N o. NOMBRE DE LA PLANTA n MEDIA PERIMETR AL VARIANZ A PERÍMETR OS TOTALES %n % PERÍMETR OS 1 Indio desnudo 3 2 25.93 13.46 830.00 45.7 1 43.20 2 Pochote 8 29.00 16.27 232.00 11.4 2 12.08 3 Chilca 8 22.43 7.34 179.50 11.4 2 9.34 4 Carano 6 18.51 8.73 111.10 8.57 5.78 5 Sacuanjoch e 3 86.16 23.16 258.50 4.28 13.46 6 Guacimo 3 25.00 12.02 75.00 4.28 3.90 8 7 Siete pellejos 2 21.25 4.75 42.50 2.85 2.21 8 Jocote jobo 2 15.50 5.00 31.00 2.85 1.61 9 Anona 1 18.00 0.00 18.00 1.42 0.93 10 Acacia 1 64.00 0.00 64.00 1.42 3.33 11 Nancite 1 22.00 0.00 22.00 1.42 1.14 12 Higo 1 11.50 0.00 11.50 1.42 0.59 13 Guanacaste 1 27.00 0.00 27.00 1.42 1.40 14 Peine Mico 1 18.00 0.00 18.00 1.42 0.93 de TOTALES 7 0 1.920.10 Tabla 2. Perimetros medios totales y porcentuales de 14 especies en una parcela del sendero “Los Coyotes” del PNVM. 9 RELACIÓN ABUNDANCIA entre PARCELAS No. NOMBRE DE LA PLANTA Area antigua colada MEDIA PERIMETRAl Area de colada reciente MEDIA PERIMETRA 1 Indio desnudo 32 25,93 46 20,60 2 Pochote 8 29,00 3 16,73 3 Chilca 8 22,43 2 10,25 4 Caraño 6 18,51 42 20,43 5 Sacuanjoche 3 86,16 8 46,56 6 Guacimo 3 25,00 1 19,00 7 Siete pellejos 2 21,25 10 17,07 8 Jocote jobo 2 15,50 11 19,18 9 Nancite 1 22,00 3 15,13 10 Higo 1 11,50 1 77,00 Tabla . 3.Abundancia relativa por especie en las parcelas de coladas antiguas y recientes en el sendero Los coyotes del PNVM. Análisis Riqueza de especies: Se trata de determinar el número de especies o morfo-especies que lleguemos a separar e identificar. Morfo-especie es un término utilizado para designar por un código arbitrario a una especie o preseunta especie que no estamos seguros de su clasificación. Índices Índices de Riqueza de especies Margalef (1958) S–1 R1 = ---- -------Ln (n), 10 Donde; S es el número de especies aparecidas y n el número total de individuos observados y Ln logaritmo neperiano. Valores inferiores a 2,0 son considerados como relacionados con zonas de baja biodiversidad (en general resultado de efectos antropogénicos) y valores superiores a 5,0 son considerados como indicativos de alta biodiversidad. Indice de Menhinick (1964) S R2 = -------√n Donde; S es el número de especies aparecidas y n el número total de individuos observados Índices de diversidad. El índice de Shannon -Weaver (Krebs 1989, Krebs 2000) se fundamenta en la siguiente fórmula para averiguar el índice de diversidad de especies de una comunidad determinada s H´= - pi ln pi i=1 o P i = n i/ N donde : H´= índice de diversidad pi = es la proporción (o abundancia relativa de cada especie en la población). ln= es la abreviatura del logaritmo natural (logaritmo neperiano). = la sumatoria sobre las ¨ S ¨ número de especies ni= el número de individuos por especie en una muestra de una población N= número total de individuos en una muestra de una población. Indice de Simpson (1949) s = pi2 i=1 o 11 pi= ni/ N, i = 1,2,3,...S Un formulario para el registro ordenado de lo datos. Recomendamos utilizar el formulario abajo indicado. --------------------------------------------------------------------------------------ni pi pi ln pi pi (ln pi )2 valor de importancia ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1.000 - valor negativo valor positivo ----------------------------------------------------------------------------------------La ventaja del índice es que es independiente del tamaño de la muestra. Los valores obtenidos van de 0,0 a 5,0. Valores de 0,0 a 1,5 indican aguas muy contaminadas; de 1,5 a 3,0 medianamente contaminadas, y de 3,0 a 5,0 aguas muy limpias. Así por ejemplo, si se tienen tres comunidades con cien individuos y cinco especies cada una, pero con diferente número de individuos por especie, se obtendrán índices completamente diferentes, a pesar de que las comunidades son aparentemente iguales pero con una composición estructural diferente.