Medidas De Diversidade

Medidas de diversidade

O termo biodiversidade é usado como sinônimo de riqueza de espécies. Este, entretanto refere-se apenas ao número de espécies presente numa determinada área definida. Algumas definições de diversidade incluem não apenas o aspecto variedade, mas também uma medida de abundância relativa.

Uma definição precisa de biodiversidade, entretanto, deve considerar três níveis:

 A diversidade de espécies.

 A diversidade de ecossistemas.

 A diversidade genética.

Definição de diversidade em escalas distintas

A diversidade dentro de um habitat não deve ser confundida com a diversidade de uma região que contém vários habitats.

Podem-se distinguir três tipos de diversidade:

Diversidade Alfa (α): Corresponde à diversidade dentro de um habitat ou comunidade.

Diversidade beta (β): Corresponde à diversidade entre habitats ou outra variação ambiental qualquer, isto é, mede o quanto a composição de espécies varia de um lugar para outro. Diversidade gama (γ): Corresponde a diversidade de uma grande área, bioma, continente, ilha, etc...

O QUE DEVEMOS MEDIR

É bastante inviável, ou mesmo impossível, amostrar todas as espécies de um determinado habitat.

Para alguns grupos taxonômicos não é possível identificar os indivíduos ao nível de

Espécie. Neste caso, é possível medir a diversidade considerando outros níveis de classificação como gênero, família, ordem ou mesmo tipos morfológicos.

O que a medida de diversidade requer é uma estimativa da importância da espécie na comunidade, e esta pode ser números, biomassa ou até medidas de produtividade.

AMOSTRAGEM A riqueza e a diversidade de espécies dependem, além da própria natureza da comunidade, do esforço amostral despendido, uma vez que o numero de espécies aumenta com o aumento do numero de indivíduos amostrados. As curvas de acumulação de espécies permitem avaliar o quanto um estudo se aproxima de capturar todas as espécies do local. Quando a curva estabiliza, ou seja, nenhuma espécie nova é adicionada, significa que a riqueza total foi obtida. A partir disso, novas amostragens não são necessárias.

MEDIDAS DE RIQUEZA DE ESPÉCIES

Técnica de rarefação: consiste em calcular o numero esperado de espécies em cada amostra para um tamanho de amostra padrão.

A rarefação deve ser usada apenas para amostras obtidas com métodos padronizados, e em habitats iguais ou similares. O método de rarefação permite ainda o cálculo da variância do número esperado de espécies. A fórmula para calcular a variância é descrita em Krebs.

Além da rarefação, alguns índices simples são utilizados como medidas de riqueza de espécies, incluindo o índice de Margalef (DMg) e o de Menhinick (DMn). Estes índices combinam o numero de espécies registrado (S) com o numero total de indivíduos.

Outras medidas de riqueza de espécies, que permitem comparar dados obtidos com métodos e esforço de coletas diferentes, são as estimativas de riqueza. Tais medidas possibilitam estimar o número total de espécies numa determinada comunidade a partir dos dados amostrais. Entre estas estão os estimadores de Jackknife( 1 e 2), Chao (1e 2) e Bootstrap. A vantagem desses estimadores é a disponibilidade de equações para o calculo de limites de confiança da estimativa.

O método Jackknife 1: estima a riqueza total utilizando o número de espécies que ocorrem em apenas uma amostra (uniques).

Já o Jackknife 2 utiliza os uniques e o número de indivíduos que ocorrem em duas amostras (duplicates).

O método Chao 1: estima a riqueza total utilizando o número de espécies representadas por apenas um indivíduo nas amostras (singletons), e o número de espécies com apenas dois indivíduos nas amostras (doubletons). O Chao 2 é uma adaptação que utiliza os uniques e os duplicates, e pode ser calculada substituindo Fi por Qj, o qual corresponde ao número de espécies que ocorrem em exatamente j amostras.

O método Bootstrap estima a riqueza total utilizando dados de todas as espécies, não se restringindo às espécies raras. Este método, entretanto, requer o uso de simulação em computador, onde uma amostra aleatória de tamanho n é retirada dos dados obtidos, usando amostragem com reposição.

MODELOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ABUNDÂNCIA Estes modelos utilizam o conjunto total dos valores de importância de cada espécie. As espécies são plotadas das mais comuns para as mais raras. A linha que se ajusta aos pontos é o modelo que explica a diversidade. Quatro modelos principais são propostos: a série geométrica, a serie logarítmica, a distribuição logaritmo-normal, e o modelo broken stick (pau quebrado).

Serie geométrica: Ocorreria numa situação em que as espécies chegariam num habitat não saturado em intervalos de tempo regulares, e ocupariam frações do nicho remanescente.

A série geométrica é encontrada em algumas comunidades vegetais, sobretudo em ambientes extremos, pobres em espécies, ou em estágios iniciais de sucessão.

O Modelo broken stick: o nicho se divide como um pau que se fragmenta simultaneamente, e de maneira aleatória, em pedaços de vários tamanhos. Este modelo não é frequentemente encontrado na natureza, mas pode ser encontrado, por exemplo, em comunidades de aves que apresentam comportamentos territoriais.

Série logarítmica: a distribuição seria resultante de espécies chegando num habitat a intervalos de tempo irregulares, ou seja, aleatórios, antes que a espécie anterior ocupe totalmente a fração de nicho potencial. Neste caso, a maioria das espécies é rara.

Distribuição logaritmo-normal: deriva de espécies coexistindo em condições de competição parcial, em vez de direta, com adaptações promovendo uma diferenciação de nicho sem uma exclusão competitiva de um habitat. Neste caso, a maioria das espécies possui abundancia intermediarias (nem raras, nem comuns).

Medidas de diversidade α

Estes índices levam em conta, tanto a uniformidade quanto a riqueza de espécies, sendo chamados também de índices de heterogeneidade. O aumento do número de espécies ou o aumento da uniformidade das abundancias aumenta a diversidade.

O índice mais utilizado é o índice de Shannon-Wiener (H’), procedente da teoria da informação. Este índice dá maior peso para as espécies raras.

Um índice semelhante ao índice de Shannon-Wiener é o índice de Brillouin.

Outros índices utilizados pertencem ao grupo das medidas de dominância, uma vez que dão mais peso para as espécies comuns. O mais utilizado é o índice de Simpson (D).

Um método para calcular a estatística t é descrito por Magurran, para testar diferenças significativas entre índices de Shannon-Wiener obtidos para diferentes amostras. De fato, em todos os casos os índices deveriam ser testados estatisticamente para prover uma informação mais refinada sobre suas diferenças.

MEDIDAS DE DIVERSIDADE β

É uma medida de como a variedade (e em alguns casos as abundâncias) de espécies difere entre comunidades ou amostras ao longo de gradientes. Quanto menos espécies as diferentes comunidades compartilham, mais alta é a diversidade β.

A maneira mais simples de medir a diversidade β entre pares de locais é pelo uso dos coeficientes de similaridade. Estes coeficientes comparam comunidades de forma qualitativa ou quantitativa. Os índices qualitativos, ou coeficientes binários, mais utilizados são o índice de Jaccard (Sj) e o índice de Sorensen (Ss).

Os coeficientes de similaridade são medidas bastante úteis quando comparando três comunidades ou mais, permitindo verificar quais são as mais similares (ou dissimilares). Os índices são calculados para cada par de comunidades e os resultados comparados.

Quando há várias comunidades ou gradientes sendo comparados simultaneamente uma boa representação da diversidade β pode ser obtida através das análises de agrupamento (cluster analysis). A análise de agrupamento é obtida através de uma matriz contendo a similaridade (ou dissimilaridade) para cada par de amostras. As duas amostras mais similares são combinadas para formar um grupo único. As análises procedem até o último grupo ser combinado, originando um dendograma.

O VALOR DAS MEDIDAS DE DIVERSIDADE

Ecólogos estão interessados em medir a diversidade por diversas razões, sobretudo por sua utilidade em biologia da conservação e avaliação ambiental. Medidas de diversidade de espécies são geralmente úteis para comparar padrões em diferentes locais ou em diferentes gradientes, ou, ainda, numa mesma área ao longo do tempo, como, por exemplo, ao longo de uma sucessão, ou após um distúrbio. Além disso, a avaliação de espécies raras é útil para direcionar esforços de conservação.

Ainda, o interesse de ecólogos em explicar porque algumas áreas são mais ricas em espécies do que outras, ou porque uma espécie é abundante em um local, mas rara em outro, tem estimulado pesquisas sobre diversidade de habitats e largura do nicho. Nestes casos as mesmas medidas para avaliação da diversidade de espécies podem ser utilizadas.

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