Departamento de medio ambiente y recursos naturales

Puerto Montt, Diciembre 2014.

Estudio de Sucesin Alogenica en Volcn Osorno Chile y clculo

de ndices de diversidad.

Karen Montesinos, Michael Maldonado.

Resumen: Este estudio fue realizado en el volcn Osorno, perteneciente al parque nacional Vicente Prez Rosales,

ubicado en la Provincia de Llanquihue, Comuna de Puerto Varas, entre los 41 02' y 41 21' de latitud Sur, y 71 52' y

72 30' de longitud Oeste, especficamente en tres reas de muestreo camino al centro de Sky en las faldas del

volcn con coordenadas 4108'18.9"S 7232'12.0"W. En el presente informe, se cuantificara y cualificara la

abundancia, riqueza de especies y los dimetros de las plantas en 3 puntos de muestreo, luego de la perturbacin

Alogenica del volcn Osorno despus de su ltima erupcin ocurrida en 1835. Se espera encontrar con una sucesin

lenta, con sectores aun no colonizados. El estudio tiene las siguientes hiptesis: (1) La riqueza y abundancia de

especies ser mayor en etapas de sucesin tarda. (2) La diversidad de especies ser mayor en etapas de sucesin

tarda. (3) en sucesiones tempranas la dominancia de algunas especies por sobre otras ser mayor que en etapas de

sucesin tarda. La primera hiptesis es confirmada, ya que se encontraron mayor cantidad de especies en etapas de

sucesin tarda y el ndice de Shannon es mayor en comparacin a otras etapas de sucesin. La segunda hiptesis no

puede ser confirmada, se cuantifico mayor diversidad en etapa de sucesin secundaria, esto puede ser causado por

un reemplazo consecutivo de especies, desde la sucesin temprana. Y la tercera hiptesis es confirmada, calculando

ndices de Berger- Parker, donde fue mayor en la sucesin tarda.

Palabras Claves: Sucesin Alogenica, Volcn Osorno, riqueza de especies, ndices de Shannon, Simpson, Berger

Parker.

INTRODUCCION

Las comunidades y los ecosistemas son dinmicos en

el sentido de que las especies que los componen no

son siempre las mismas. Hay situaciones en la

naturaleza, en donde, en el transcurso de los aos

observamos como una comunidad bitica cambia

gradualmente dando lugar a una segunda, sta a su

vez a una tercera y as sucesivamente. Este proceso de

cambio ordenado y progresivo de un ecosistema en el

cual una comunidad bitica es reemplazada por otras

sucesivamente ms estables, se conoce como

sucesin natural o sucesin ecolgica. La sucesin

ecolgica comienza cuando se presenta una

perturbacin, bien porque el ambiente fsico se

modifica gradualmente, bien por factores climticos o

bien por que el crecimiento de la comunidad bitica

misma. Se considera una sucesin como un proceso

de autoorganizacion o maduracin, con ciertas

caractersticas de irreversibilidad. Ahora bien, la

sucesin de especies no tiene lugar indefinidamente,

puesto que en la mayora de los casos se alcanza un

equilibrio, llegando a la formacin de una comunidad

clmax, una comunidad relativamente estable de

plantas y animales, con un balance dinmico entre

todas las especies y el ambiente fsico, siendo la

mxima meta biolgica a la que una sucesin puede

llegar (ESCOLSTICO LEN, CABILDO MIRANDA,

CLARAMUNT VALLESP 2013). Es importante no

olvidar que el equilibro del ecosistema est

relacionado con la comunidad bitica y las

condiciones climticas existentes. Por lo tanto, todos

los ecosistemas clmax estn sujetos a cambios si las

condiciones climticas varan, si se introducen nuevas

especies o si desaparecen las originales. Por este

motivo, hay que distinguir entre sucesiones

Alogenicas o exgenas, si la sucesin es causada por

factores externos a la comunidad como, por ejemplo,

la lluvia acida, y sucesiones autogenicas, si la sucesin

ha sido provocada por interacciones entre los

organismos de la propia comunidad, como, por

ejemplo, que una planta permita que su suelo sea

utilizado por la siguiente y as sucesivamente. El

presente estudio fue realizado en el volcn Osorno,

perteneciente al parque nacional Vicente Prez

Rosales, ubicado en la Provincia de Llanquihue,

Comuna de Puerto Varas, entre los 41 02' y 41 21' de

latitud Sur, y 71 52' y 72 30' de longitud Oeste,

especficamente en tres reas de muestreo camino al

centro de Sky en las faldas del volcn con

coordenadas 4108'18.9"S 7232'12.0"W. La ltima

erupcin del volcn Osorno fue el 20 de marzo de

1835, desde las 2:00 hrs A.M. arroj lava desde su

crter principal, siendo observado este fenmeno

ssmico por el naturalista ingls Charles Darwin, desde

el seno del Reloncav el cual lo consign en sus

apuntes de viaje, puesto que a esa fecha estaba a

bordo del HMS Beagle, buque de informacin

cientfica al mando del capitn Robert Fitz Roy (Ivn

Barra Castro). Transcurrido el tiempo adecuado desde

una erupcin la vegetacin habitual empieza a

recuperarse sin que se sigan los patrones de

colonizacin ni los procesos estacionales. La sucesin

primaria se inicia sobre el nuevo sustrato geolgico y

edfico que carece de plantas que hayan sobrevivido

(Gonzlez, 2006). En el presente informe, se

cuantificara y cualificara la abundancia, riqueza de

especies y los dimetros de las plantas en 3 puntos de

muestreo, luego de la perturbacin Alogenica del

volcn Osorno despus de su ltima erupcin ocurrida

en 1835. Se espera encontrarse con una sucesin

lenta, con sectores aun no colonizados. El estudio

tiene las siguientes hiptesis: (1) La riqueza y

abundancia de especies ser mayor en etapas de

sucesin tarda. (2) La diversidad de especies ser

mayor en etapas de sucesin tarda. (3) en sucesiones

tempranas la dominancia de algunas especies por

sobre otras ser mayor que en etapas de sucesin

tarda. (4) El tamao (altura) de las especies

aumentar conforme al avance de las etapas de

sucesin.

METODOLOGIA.

Los 3 sectores a evaluar se encuentran camino al

volcn con coordenadas 4108'18.9"S 7232'12.0"W

(ver imagen 1) en distintas fases de sucesin; el

primero se encuentra en una fase temprana de

sucesin; el segundo con un

avance considerable de sucesin; el tercero con un

hbitat maduro o clmax. Para la cuantificacin de la

diversidad de especies de cada sector, se midi 100

m2 con una cinta mtrica y luego se trazaron 10 lneas

paralelas, donde en cada transepto contena 10

puntos de 1 m de distancia y se observ dentro del

rea la diversidad de especies. Luego de registrar las

especies encontradas en cada transepto, se replic el

procedimiento anterior sta vez en una zona de

muestreo con una sucesin un poco ms avanzada

(con presencia de arbustos varios) y una cobertura de

plantas mayor. Posteriormente el ultimo muestreo

realizado fue en una zona con un avance considerable

en sucesin, sta vez solo abarcando una zona de 25

m2 debido al impedimento espacial que haba

producto de la gran abundancia de rboles; el nmero

de especies individuales encontradas fue multiplicado

por 4 para que los parmetros de medicin en cada

muestreo sean los mismos y los resultados entre estos

sean comparables. Cabe destacar que el tiempo de

duracin en cada muestreo fue de 30 min (zona 1,

zona 2, zona 3). Finalmente, con los datos obtenidos

de la diversidad, cobertura y tamao de las especies,

se calcularon ndices de diversidad, el primer ndice de

diversidad calculado fue el de Shannon H' = - Pi LnPi

Donde Pi es la proporcin de individuos de cada una

de las especies en la comunidad. Esta proporcin se

estima a partir de ni/N, que es la relacin entre el

nmero de individuos de la especie i (ni) y el nmero

total de individuos de todas las especies (N). Esta

frmula se suele utilizar con el logaritmo en base 2 de

forma que el resultado se expresa en bits de

informacin. En ocasiones se utiliza el ln (logaritmo

natural) por su mayor facilidad de clculo. Es estos

casos los resultados siguen siendo comparables entre

comunidades, pero la unidad de medida ya no sera el

bit. Es importante expresar siempre la base de

logaritmo que se est utilizando con el ndice de

Shannon, ya que los resultados solo son comparables

si se utiliza la misma base (Garmendia Salvador, Samo

Antonio 2005). El ndice de Simpson de diversidad es

el inverso de un ndice de dominancia de la

comunidad con el mismo nombre. Este ndice est

basado en el principio de que un sistema es ms

diverso, cuando ninguna de las especies componentes

puede ser considerada como no mas dominante que

cualquiera de las otras especies. Est dado por la

siguiente frmula: D = ni ( ni 1 )/ N (N-1). Para el

ndice de Simpson, el valor mnimo es 1; para el ndice

de Shannon el valor mnimo es 0 (Stephen R.

Gliessman 2002). A medida que aumenta D,

diversidad disminuye por lo que el ndice de Simpson

es expresado como 1/D. Otro ndice es el de Berger

Parker (Berger y Parker, 1970), ste ndice calcula

riqueza y abundancia relativa, presenta la importancia

proporcional de la mayora de las especies

dominantes y es simple y fcil de calcular se define

como Nmas/Ntotal

Imagen 1. Mapa volcn Osorno.

Mapa rea de estudio, X especifica la zona de

muestreo con coordenadas 4108'18.9"S

7232'12.0"W. Desde Google Earth.

RESULTADOS.

Sucesin Temprana.

El cuadrante 1, se encontraba con alta cantidad de

espacios vacos con rocas volcnicas, y con

organismos colonizadores de pequeo tamao, esta

era una sucesin temprana, se caracterizaba por la

baja cantidad de especies que haba en el lugar y la

gran cantidad de espacios sin colonizar. En sta zona

se logr encontrar siete especies diferentes. Donde

abundaba en gran medida las especies nombradas

como Sp1, Sp3 y Sp4 (En grfico 1, especies 1,2 y 3

respectivamente). Las especies encontradas no

superan los 5 cm de altura.

Grafico 1. Abundancia relativa sucesin temprana.

(Grafico 1) En el eje de las X se representa las 7

especies diferentes encontradas, y el eje Y representa

la Abundancia relativa (Log N abundancia especie/ N

total de especies). N= 242.

Sucesin Intermedia.

El cuadrante 2, se encontraba con una gran cantidad

de especies de tamao mediano como arbustos, y el

suelos se caracterizaba por tener una gran cantidad

de musgo, haban muy pocos espacios sin colonizar y

era la interface entre un estado temprano a un estado

tardo, ya que en esa rea haba un aumento lineal en

el tamao y abundancia de especies. En esta sucesin

se repiten 3 especies encontradas en la sucesin

anterior (Sp1, Sp4, Sp7) y en total se encuentran 8

especies diferentes. Abundan las especies Sp1, Sp14 y

Sp4 (1,2 y 3 respectivamente en grfico 2). El tamao

de las especies encontradas oscila desde los 5 cm a 40

cm de altura.

Grafico 2. Abundancia relativa Sucesin Intermedia.

(2) En el eje de las X se representa las 8 especies

diferentes encontradas, y el eje Y representa la

Abundancia relativa (Log N abundancia especie/ N

total de especies). N= 267.

Sucesin Tarda.

El cuadrante 3, se caracterizaba por poseer una densa

vegetacin sin zonas para colonizar y una gran

cantidad de rboles de gran tamao seguido de

especies similares de edad ms joven, el suelo se

caracterizaba por la abundante presencia de musgos,

con un suelo considerablemente hmedo en

comparacin a las sucesiones anteriores. Abundaban

las especies Sp21 (especie 1 en el grafico 3) seguida de

las especies sp22, sp28, sp23, sp27 Sp25

(especies 2,3,4,5,6,7,8 y 9 en grfico 3). El tamao de

las especies oscila desde los 5 cm a 6 m de altura

aproximadamente (caso de los rboles).

Grfico 3. Abundancia relativa sucesin tarda.

(Grafico 1) En el eje de las X se representa las 9

especies diferentes encontradas, y el eje Y representa

la Abundancia relativa (Log N abundancia especie/ N

total de especies). N= 684.

Tabla 1. ndices de diversidad (Shannon, Simpson y

Berger-Parker).

Sucesin H 1/D 1/d

Temprana 1,426 3,566 2,813

Intermedia 1,403 5,737 2,724

Tarda 1,668 3,365 1,943

Grfico 4. Cantidad de especies encontradas en casa

etapa de sucesin.

(4) En el eje x las etapas de sucesin, en el eje Y

cantidad de especies encontradas en nmero.

DISCUSION

En la sucesin temprana se observa un alto nivel de

abundancia relativa en las especies Sp1, Sp2 luego

disminuye en la especie Sp4 en general el grfico 1

tiene mayor similitud con los modelos estadsticos

Log-normal y Palo roto, que se presenta en ensambles

de grandes dimensiones, donde hay una distribucin

de recursos compartidos ms o menos uniforme entre

las especies. En sta etapa de sucesin no existe

competencia por luminosidad, ya que todas las

especies encontradas son de pequeo tamao, y la

competencia es mayoritariamente por los nutrientes

del sustrato, la que en una etapa temprana despus

de una perturbacin alogenica es escaso. En la

sucesin intermedia nos encontramos con especies de

mayor tamao, pero sta altura no afecta la entrada

de luz al rea donde se muestreo, ya que las especies

de un tamao mayor no abundaban, este es el caso de

una especie de Arbusto (Sp15) que en el grfico 2 est

representado en la especie 7, donde su abundancia

relativa alcanza el valor de 0,4 y la especie 8 (Sp16)

que alcanza un valor de abundancia relativa de 0,2. En

la sucesin tarda se observa en el grfico 3 una

tendencia al modelo serie geomtrico en un

comienzo, que luego cambia con tendencia a Log-

normal o modelo de palo roto. La especie 1 en el

grafico 3 corresponde a la especie Sp 21, una tipo de

musgo que estaba presente en la mayora de los

transeptos muestreados. En esta sucesin se

encuentra competencia por luminosidad, ya que hay

presencia de rboles de aproximadamente 6 m de

altura (Sp28) representada en el grfico como la

especie 3, como se observa sta no es dominante a

pesar de no tener problemas de luminosidad, pero

debido al crecimiento lento, no es la ms abundante

en trminos de riqueza como lo es el musgo Sp21 (o

especie 1 en el grfico 3). La abundancia de este

musgo puede ser explicada por una alta tasa de

humedad y nutrientes en el sistema, condiciones

ptimas para la proliferacin de ste. Los ndices de

diversidad calculados no difieren mucho entre cada

etapa de sucesin, Podemos observar una

considerable similitud entre el ndice de Shannon de

las etapas temprana e intermedia con un leve

aumento en la etapa de sucesin tarda (Ver tabla 1)

entonces segn los parmetros del ndice de Shannon,

la sucesin temprana e intermedia tienen una riqueza

de especies similares, y en la sucesin tarda aumenta.

En el ndice de Simpson observamos similitud en

parmetros de diversidad entre la sucesin temprana

y la tarda, aumentando diversidad en sucesin

intermedia, entonces, podemos decir que en la

sucesin intermedia existe mayor ndice de

diversidad. En el ndice de Berger-Parker que

considera parmetros de dominancia observamos

similitud entre la sucesin temprana e intermedia con

un descenso en la sucesin tarda, entonces en

sucesin tarda se observa menor grado de

dominancia entre las especies.

CONCLUSIONES

La riqueza de especies es mayor en la etapa de

sucesin tarda ( ver tabla 1 ), el ndice de Shannon

muestra un aumento en esta etapa, pero la diferencia

es de tan solo dos milsimas, para fundamentar la

Hiptesis 1, es mejor considerar los valores en el

nmero total de especies encontradas (N) en el

grafico 4. La diversidad de especies es mayor en la

sucesin intermedia segn el ndice de Simpson (ver

tabla1) esta con la hiptesis 2. Que planteaba La

diversidad de especies ser mayor en etapas de

sucesin tarda puede deberse a que el paso de una

sucesin intermedia a una tarda hay un reemplazo

consecutivo de especies, por lo que la diversidad

podra disminuir en una sucesin tarda, ya que en

estado de clmax el reemplazo de especies, solo ser

producida por una perturbacin (Alogenica o

autogenica). En la hiptesis 3 se planteaba que en

sucesiones tempranas la dominancia de algunas

especies por sobre otras ser mayor que en etapas de

sucesin tarda. Segn este

estudio es as, y los ndices de berger-parker lo refutan

(ver tabla1) esto es as, debido a que, en etapas de

sucesin temprana la competencia es mayor por lo

que los recursos no se encuentran tan compartidos

como en una etapa tarda, en equilibrio dinmico. La

sucesin es lenta ya que se encontraron reas donde

an no existe colonizacin de ningn tipo de especies.

Los tamao (altura) de las especies aumentaba

considerablemente con el avance de las etapas de

sucesin, ste es el caso de los arbustos en sucesion

intermedia y el caso de los rboles en sucesion tarda.

REFERENCIAS.

ECOLOGA II: COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS y

ESCOLSTICO LEN Consuelo , CABILDO

MIRANDA M del Pilar , CLARAMUNT VALLESP

Rosa M , CLARAMUNT VALLESP Teresa. 2004

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Diccionario de hidrologa y ciencias afines

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CACERES MARTINEZ, SALVADOR ADAME

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PRACTICAS DE ECOLOGIA BY ALFONSO

GARMENDIA SALVADOR, ANTONIO JOSE SAMO

2005 Pg. 154 A By Alfonso Garmendia Salvador,

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AGROECOLOGIA: PROCESOS ECOLOGICOS EN

AGRICULTURA SOSTENIBLE BY STEPHEN R.

GLIESSMAN AO 2002 Pag. 242