Article
L’ús de el mètode de punts d’intercepció per quantificar els tipus de vegetació i hàbitats abiòtics en els bofedales altoandinos
Using line-intercept methods to quantify vegetation types and abiotic habitats in high Andean wetlands
Kazuya Naoki1 *, Rosa Isela Meneses2, el Sr. Isabel Gómez3 & Carlos Miguel Landivar4
1Centro d’Anàlisi Espacial, Institut d’Ecologia, Universitat Major de Sant Andreu, Casella 10077, Correu Central, La Pau, Bolívia.
* Autor per correspondència: [email protected] a 2Herbario Nacional de Bolívia – Museu Nacional d’Història Natural, Carrer 26 Cota Cota, La Pau, Bolívia a 3Colección Boliviana de Fauna – Museu Nacional d’Història natural, Carrer 26 Cota Cota, La Pau, Bolívia a 4Carrera de Biologia, Universitat Major de Sant Andreu, Carrer 27 Cota Cota, La Pau, Bolívia.
Resum
Els bofedales són ecosistemes humits altoandinos dels Andes centrals amb una importància socioeconòmica i ecològica crucial a la regió. L’objectiu del nostre estudi és descriure el mètode de punts d’intercepció per quantificar la disponibilitat i la variabilitat de les associacions vegetals, així que la cobertura no vegetativa en els bofedales, dades útils per categoritzar. En el context del nostre projecte, pres en compte com a exemple, es va aplicar el mètode en 40 bofedales ubicats a la Serralada Real (Bolívia) on es van establir aleatòriament 10-20 línies d’intercepció de 50 m en cada bofedal. A cada línia d’intercepció es va registrar la cobertura a intervals d’1 m i es van registrar 22 categories de cobertures recognoscibles a simple vista. Discutim la rellevància de l’mètode per realitzar avaluacions ràpides en diferents estudis en bofedales. A l’estar enfocat en tipus de vegetació en lloc de les espècies vegetals, permet la seva aplicació per investigadors que no tenen un coneixement taxonòmic profund de la flora local.
Paraules clau: Bofedal altoandino, Cobertura de vegetació, Tipus de vegetació.
Abstract
bofedales are high Andean wetlands found in the central Andes, which provide crucial soci-economic and ecological resources in this region. The aim of our study is to descriu the line-intercept methods to quantify the availability and variability of plant association and non-Vegetative cover in high Andean bogs. Within the project BIOTHAW, taken as a Methodological example, the method was applied in 40 bogs located in the Serralada Real (Bolívia). In each bofedal, between 10 and 20 50-m intercept lines were randomly established. Along each intercept line, one of the 22 coverage types recognizable to the naked eye was recorded at 1-m interval. We discuss the relevance of this method for rapid assessments in different studies on highland bogs. Since the method focuses on simple vegetation types rather than on plant species, it can be used by researchers who do not have a deep Taxonomic knowledge of the local flora.
Keywords: High Andean WETLAND, Vegetation cover, Vegetation types.
Introducció
Els bofedales corresponen a ecosistemes semi-aquàtics de la zona altoandina dels Andes centrals , que particularment es troben a la puna (Ibisch & Mèrida 2003, Squeo et al. 2006). Són importants socioeconòmicament com a font d’aliment per al bestiar camèlid de la zona i ecològicament mantenen el microclima i alberguen a diferents espècies de vertebrats i invertebrats característics de la zona, els quals depenen dels bofedales per alimentar-se, reproduir-se i com a font d’aigua (Stotz et al. 1996, Squeo et al. 2006, Dangles et al. 2014). El classificar-los segons el seu tipus de vegetació i els hàbitats abiòtics que alberguen és un pas metodològic important que permet d’estimar fàcilment la seva diversitat, productivitat i vulnerabilitat davant els canvis ambientals.
Hi ha diferents mètodes que es poden utilitzar per quantificar la composició vegetal dels bofedales. Amb un enfocament botànic, és rellevant servir un protocol amb quadrants de 1m2 i identificar totes les plantes presents (Meneses et al. En aquest número especial). Per estudiar les relacions entre la vegetació i el pasturatge es pot monitoritzar espècies palatables vs. no palatables i / o utilitzar caixes d’exclusió d’herbívors (Garcia et al. en aquest número especial). Quan l’enfocament és sobre la productivitat i capacitat de càrrega d’animals, es pot treure pans de vegetació i mesurar després la matèria seca en laboratori (Cochi et al. En aquest número especial). Però quan es tracta d’identificar els principals hàbitats -bióticos i abióticos- sense ser especialista de la vegetació local es requereix mètodes senzills, fàcilment aplicables.El mètode de punts d’intercepció és apte per a mostrejar la vegetació graminoide i arbustiva; i en molts casos s’utilitza per documentar la composició de la vegetació, determinant la cobertura de cadascuna de les formes de vida en els diferents estrats (Bonham 1989, Mostacedo & Fredericksen 2000). Un altre mètode és el relevamiento fitosociològic de Braun-Blanquet, la qual cosa s’utilitza per a la classificació de comunitats de plantes, realitzant l’estimació de cobertura i abundància agrupada en set classes en una àrea mínima (Ellenberg & Mueller-Dombois 1974), però aquest mètode tendeix a ser subjectiu i requereix experiència i coneixement de la vegetació de l’avaluador.
L’objectiu del nostre estudi és descriure el mètode de punts d’intercepció per quantificar la disponibilitat i la variabilitat dels tipus de vegetació i dels hàbitats abiòtics en els bofedales altoandinos. El mètode està enfocat en tipus de vegetació, la qual cosa permet la seva aplicació per investigadors que no tenen un coneixement taxonòmic profund de la flora local. Una aplicació de les dades obtingudes pot ser la quantificació de la disponibilitat de microhàbitats per a la fauna, en l’avaluació ràpida de l’grau de degradació de bofedales per ramaderia, el monitoratge de la salut de bofedales sota escenaris de canvi climàtic i el canvi hidrològic entre d’altres estudis.
Punts d’intersecció en els bofedales
Inicialment suggerim estimar la mida mostral necessària per quantificar l’heterogeneïtat de la cobertura (el nombre de línies d’intercepció en cada bofedal). En el nostre projecte es van escollir 4 bofedales d’àrees variables (2.7-42.4 ha). A cada un, es van establir aleatòriament entre 25 i 50 punts de mostreig utilitzant ArcGIS 9.3. En camp i des de cada punt, es va traçar una línia d’intercepció de 50 m amb direcció a l’atzar. A intervals d’1 m i al llarg de cada línia, es va registrar la cobertura de 22 categories que semblaven la més representatives dels bofedales de la Serralada Real: a. coixí de Distichia spp., b. coixí de Oxychloe andina, c. coixí de Phylloscirpus spp., Zameioscirpus spp. i Poa spp., d. coixí de Aciachne sp., i. coixí de Pycnophyllum spp. i Baccharis spp., f. herbes en roseta de Plantago tubulosa i altres, g. herbes de Lachemilla spp., h. gramínies menors a 20 cm d’altura (Deyeuxia spp. i Festuca spp.), i. gramínies entre 20-50 cm d’altura (Deyeuxia spp. i Festuca spp.), j. gramínies majors a 50 cm d’altura (Festuca spp.), k. torba (coixí mort), l. molsa i altres briòfits, m. sòl nu, n. fang, o. sorra, pàg. roca, q. pantà (cos d’aigua amb profunditat menor a 20 cm), r. pantà amb plantes aquàtiques a la superfície de l’aigua, s. trencada (corrent d’aigua amb profunditat menor a 20 cm o menor a 1 m d’ample), t. ull d’aigua (cos d’aigua amb profunditat major a 20 cm), u. llacuna (cos d’aigua amb profunditat major a 20 cm i amb una àrea major a 10 m2) i v. riu (corrent d’aigua amb una profunditat major a 20 cm i major a 1 m d’ample) (Taula 1, fig. 1). Aquestes categories van ser definides en visites preliminars amb l’especialista de vegetació dels bofedales altoandinos (RIM) i són categories que es poden reconèixer fàcilment a simple vista.
Aquestes dades preliminars es van utilitzar per elaborar les corbes d’esforç de mostreig. Es va calcular l’índex d’heterogeneïtat de Simpson invers, utilitzant la mostra parcial des d’una fins a totes les mostres en cada bofedal per mitjà de mètode de Jackknife. Es van aleatoritzar l’ordre de mostreig 1.000 vegades per estimar la mitjana i la desviació estàndard de l’índex d’heterogeneïtat per a cada mida de la mostra, utilitzant el paquet vegan del programari R 3.1.1 (script disponible per KN). Els índexs d’heterogeneïtat van aconseguir el 95% de la valor final quan N = 8 pel bofedal HP3 (2.7 ha), N = 11 pels bofedales HP8 (5.1 ha) i HP2 (17.3 ha) i N = 9 per al bofedal PA1 ( 42.4 ha). Els coeficients de variació (la desviació estàndard / la mitjana * 100%) es van reduir a el menys en un 10% quan N = 7 per al bofedal HP3 i N = 12 pels altres tres (fig. 2).
Posteriorment i per determinar la variació de l’heterogeneïtat de les cobertures, es van avaluar els 22 tipus d’hàbitat en 40 bofedales situats entre 4400-4900 m en cinc valls en la Serralada de la Pau de l’departament de la Pau, Bolívia (veure detalls en Naoki et al. 2014). Utilitzant els resultats de la mida mostral obtinguts anteriorment, es van establir aleatòriament 10 línies d’intercepció en els bofedales petits (menors a 5 ha) i 20 línies d’intercepció en els grans (majors a 5 ha). En els 40 bofedales es van establir en total 540 línies d’intercepció i es va avaluar la cobertura en 27.000 punts de mostreig.
Els cinc tipus de coixins van ocupar el 41% de la superfície dels bofedales, seguits per les gramínies (Deyeuxia spp. I Festuca spp.) Amb 20%, les herbes en roseta (Plantago spp., Lachemilla spp. i altres) amb 14% i sis tipus de cossos d’aigua amb 12% (Taula 1). L’heterogeneïtat de l’hàbitat dels bofedales no està relacionada amb l’àrea que ocupen (fig. 3; b1 = 0,0084 ± 0,0329, R2 = 0,0017, F1,38 = 0.065, P = 0.801); el resultat contrari al que planteja per Williams (1964), que va suggerir que una àrea extensa pot albergar major quantitat d’espècies perquè alberga major quantitat d’hàbitats (heterogeneïtat). Es van observar diferències en les mitjanes d’heterogeneïtat entre els cinc valls (F4,35 = 3.39, P = 0.019), encara que la separació no va ser evident (fig. 3).
Validació de mètode i perspectives
Per a realitzar avaluacions ràpides en àrees amb vegetació herbàcia i en àrees amb vegetació dispersa el mètode de línies amb punts d’intercepció resulta fàcil de aplicar (Canfield 1941, Kent & Coker 1992, Anderson et al. 2011, Halloy et al. 2011). A més, cada investigador pot realitzar adaptacions a la metodologia d’acord a el tipus de vegetació. Per exemple, Halloy et al. (2011) van combinar el mostreig clàssic amb àrees flexibles aplicable a pastures, arbustales i aiguamolls. En aquest cas, per quantificar la cobertura en bofedales, es van aplicar categories fisionómico estructurals, com a formes de creixement (coixins, herbes, gramínies) i altres com cossos d’aigua, àrees obertes i torba. A cada forma de creixement es va seleccionar l’espècie dominant per a denominar el punt d’intercepció excepte en gramínies on es van agrupar totes les espècies tenint en compte només el criteri d’alçada.
El fet de no prendre en compte categories florístiques de manera estricta contribueix al fet que un investigador no especialitzat en botànica pugui quantificar els microhàbitats disponibles i aplicar-lo en els estudis que estigui realitzant. A més, en el cas específic dels bofedales altoandinos s’obté de manera global una idea de el grau d’intervenció, d’acord amb la dominància de les formes de creixement i la disponibilitat d’aigua.
Agraïments
Agraïm a F. Anthelme i O. Dangles (IRD) pel seu suport constant durant l’estudi ia M. Yapu i N.Ohara per la seva ajuda en la presa de dades al camp. Agraïm també als revisors que ens van ajudar a millorar el manuscrit. No hauria estat possible realitzar aquest estudi sense el suport de la gent de les comunitats de Palcoco, Tuni i Condoriri. Aquest estudi és part de el programa “Modeling Biodiversity and land use interactions under changing glacial water availability in Tropical High Andean Wetlands” (BIOTHAW, AAP-SCEN-2011-II) finançat pel Fond Français pour l’Environnement Mondial (FFEM) i la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité (FRB).
Referències
Anderson, EP, J. Marengo, R. Villalba, S. Halloy, B. Young, D. Be, F. Gast, I. Jaimes & D. Ruiz. 2011. Consequences of climate change for ecosystems and ecosystem services in the tropical Andes. pp. 1-5. En: Herzog, S. K., R. Martinez, P. M. Jorgensen & H. Tiessen (eds.) Climate change and biodiversity in the tropical Andes. Inter-American Institute for Global Change Research and Scientific Committee on Problems of the Environment (SCOPE), Sao José dos Campos. 348 pàg.
Bonham, C. D. 1989. Measurements for terrestrial vegetation. Wiley-Interscience, Nova York. 352 pàg.
Canfield, R. 1941. Application of the line Interception method in sampling range vegetation. Journal of Forestry 39: 388-394.
Ellenberg, Sr. & D. Mueller-Dombois. 1974. Aims and methods of vegetation ecology. John Wiley & Sons, Inc., Nova York. 547 pàg.
Halloy, S., M. Ibáñez & K. Yager. 2011. Punts i àrees flexibles (PAF) per inventaris ràpids de l’estat de biodiversitat. Ecologia a Bolívia 46: 46-56.
Ibisch, P. L. & G. Mèrida (eds.). 2003. Biodiversitat: la riquesa de Bolívia: estat de coneixement i conservació. Editorial Fundació Amics de la Natura, Santa Creu. 638 pàg.
Kent, el Sr. & P. Coker. 1992. Vegetation description and analysis: a practical approach. John Wiley & Sons Ltd, Ontario. 363 pàg.
Mostacedo, B. & T. Fredericksen. 2000. Manual de mètodes bàsics de mostreig i anàlisi en ecologia vegetal. Projecte de Gestió Forestal Sostenible (BOLFOR), Santa Creu. 87 pàg.
Squeo, F. A., B. G. Warner, R. Aravena & D. Espinoza. 2006. bofedales: high altitude peatlands of the central Andes. Revista Xilena d’Història Natural 79: 245-255.
Stotz, DF, J. W. Fitzpatrick, T. A.Parker, III & D. K. Moskovits. 1996. Aus neotropical: ecologia i conservació. Premsa de la Universitat de Chicago, Chicago, Illinois. 478 p.
Williams, C. B. 1964. Patrons en la balança de la natura i problemes relacionats de l’ecologia quantitativa. Premsa acadèmica, Londres. 324 p.