Diseño De Un Mapa De Hábitat Conveniente Para El Género Colliguaja (Molina, 1758) En La Región Del Libertador Bernardo O´Higgins, Mediante El Programa Biomapper 3.2
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Diseño de un mapa de Hábitat Conveniente para el género Colliguaja (Molina, 1758) en la región del Libertador Bernardo O´Higgins, mediante el programa BioMapper 3.2. Patrocinantes: Sr. Carlos LeQuesne G. Sr. Víctor Sandoval V. Trabajo de Titulación presentado como parte de los requisitos para optar al Título de Ingeniero Forestal. C. PAUL DASSORI ARTIGAS VALDIVIA 2008 CALIFICACIÓN DEL COMITÉ DE TITULACIÓN Nota Patrocinante: Sr. Carlos LeQuesne G. ___6,0__ Informante: Sr. Víctor Sandoval V. ___6,0__ Informante: Sr. Luis Faúndez Y. ___7,0__ El patrocinante acredita que el presente Trabajo de Titulación cumple con los requisitos de contenido y de forma contemplados en el reglamento de Titulación de la Escuela. Del mismo modo, acredita que en el presente documento han sido consideradas las sugerencias y modificaciones propuestas por los demás integrantes del Comité de Titulación. ___________________________ Sr. Carlos LeQuesne G. AGRADECIMIENTOS A.1 mi hermano por sus apoyos financieros intermitentes para subsistir, en estos largos años de estudiante de “escasos y bastos recursos”. A. mi amigo y hermano Luís Faúndez (Chino), por su confianza zen-donjuanesca, su claridad y apoyo para la realización de este proyecto, emergido de esas “voladas” de lo imposible. No puedo dejar de lado los aportes, discusiones y opiniones sobre este tema, con las mentes voladoras del entorno…Andrés Holz, Federico Luebert, Yuri Ugarte (es de los buenos), Miguel Escobar y much@s más…entregando su riqueza para las compresiones intelectuales. A. César lo que es del césar por facilitarme gentilmente el SIGno prohibido. A. las plantas lúdicas y silvestres, por entregar certeras conclusiones. ¡¡¡¡ A las 4 libertades del software libre !!! A. los creadores de Biomapper, desde tierras frías del norte…gracias por el compartir. A. los expulsadores por trazar el camino difícil y están lejos de mi. ¡Y en esto todo el día! “Él que recibe una idea de mi parte, recibe la instrucción sin disminuir la mía; al igual que cuando él enciende su vela sobre la mía, recibe la luz sin oscurecerme.” Thomas Jefferson en 1813. “Pensamos que el conocimiento técnico debería ser un patrimonio de toda la humanidad. Sentimos que lo que la inteligencia del hombre ha creado debería ser patrimonio de toda la humanidad”. Fidel Castro en 1967. 1 A. = Agradecido de, DEDICATORIAS A mis reparadores de sueños, Ariki y Amaru, que llenan todo con sus energías locas bajitas, siempre allí enmendando lo roto. A Mónica mi guerrera espiritual, por su infinita y fiel ayuda, en este tramo del vivir. Mi madre y padre por lanzarme a este mundo como un torbellino INDICE DE MATERIAS Página 1. ÌNTRODUCCIÓN 1 2. MARCO TEÒRICO 3 2.1 Modelos predictivos de distribución de hábitat en Ecología 3 2.1.1 Clasificación de los modelos. 3 2.1.2 Similitudes de los métodos. 4 2.2 Importancia y usos de los modelos de distribución. 4 2.3 Dificultades asociadas a los modelos que solo usan datos de 6 presencia. 2.4 Concepto de Nicho Hutchinsoniano. 7 2.4.1 Limitaciones del Nicho Hutchinsoniano. 8 2.5 Generalidades del Análisis Factorial. 9 2.6 Fundamentos teóricos del Análisis Factorial de Nicho Ecológico 10 (AFNE). 2.6.1 Extracción de factores. 11 2.6.2 Interpretación de factores. 12 2.6.3 Mapas de Hábitat Convenientes (HC). 15 2.6.4 Validación del modelo de Hábitat Conveniente. 17 2.7 Estudios y aplicaciones que han utilizado el método AFNE. 20 3. DISEÑO DE INVESTIGACIÒN 21 3.1 Área de estudio. 21 3.2 Características del género Colliguaja Molina. 22 3.3 Análisis preliminares. 23 3.3.1 Esquema de análisis. 24 3.3.2 Creación y descripción de variables eco-geográficas. 25 3.4 Preparación de mapas eco-geográficos. 27 3.5 Cálculo del AFNE y exploración de las salidas de Biomapper. 28 3.6 Cálculo del mapa de Hábitat Conveniente (HC). 29 3.7 Evaluación de los mapas de HC por medio de validación cruzada. 29 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 31 4.1 Variables Eco-geográficas. 32 4.2 Análisis Factorial de Nicho Ecológico (AFNE). 33 4.3 Mapa de Hábitat Conveniente obtenido por Biomapper. 41 4.4 Mapa de Hábitat Conveniente propuesto a partir del modelo. 44 4.5 Validación del modelo. 46 5. CONCLUSIONES 50 6. BIBLIOGRAFÍA 52 ANEXOS 61 1 Abtract and keywords. 2 Puntos geográficos de presencia de Colliguaja sp (Región del L B O´Higgins). 3 Variables Climáticas de 29 estaciones meteorológicas desde (33º 27´ Lat S y 70º42´ Long O) a Concepción (36º49´ Lat S y 73º03´ Long O) citadas por Luebert y Pliscoff (2006). Las estaciones con (*) son las que se encuentran al interior de la zona de estudio. 4 Mapas eco-geográficos normalizados, y su extensión (BM). 5 Estadísticas básicas de las variables eco-geográficas normalizadas por la función de transformación Box-Cox (Sokal y Rohlf, 1981). 6 Lista de correlación > 0,5 entre pares de variables eco- geográfias, reportada por Biomapper. 7 Matriz de resultados con los coeficientes de los factores (1 al 8) y las variables ecogeográficas. 8 Parámetros de los modelos iterados durante la modelación de HC. 9 Familia de curvas P/E de las cinco particiones calculadas con una con w=20, con su correspondiente coeficiente de correlación de Spearman (Rs). ÍNDICE DE CUADROS Página Cuadro 1 Formaciones vegetacionales de Gajardo (1994) 22 presentes en la zona de estudio Cuadro 2 Tipos de variables Eco-geográficas del modelo y su 25 fuente de origen Cuadro 3 Estadísticas básicas de las variables Ecogeográficas 32 Cuadro 4 Matriz de correlación global entre las variables eco- 34 geográficas (Los valores por encima de la diagonal principal no se transcriben porque es una matriz simétrica y los destacados con negrita señalan correlaciones > 60% entre pares de variables) Cuadro 5 Vector medio global 34 Cuadro 6 Matriz de covarianza entre las variables eco- 35 geográficas y las presencias del género Cuadro 7 Vector medio para el género 35 Cuadro 8 Coeficientes de los cuatro factores extraídos del AFNE, 37 se destacan los coeficientes más importantes de cada variable en los factores Cuadro 9 Superficie (ha) y porcentaje (%) de los diferentes 45 hábitat reclasificados para Colliguaja Molina Cuadro 10 Salida de la validación cruzada reportado por 47 Biomapper 32 para el modelo de Hábitat. Cuadro 11 Salida de la validación cruzada reportada por 49 Biomapper 40 (versión β) para el modelo de Hábitat. ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1 Componentes de la varianza de una variable. 11 Figura 2 Interpretación geométrica de AFNE (Fuente: Hirzel, 14 2001). Figura 3 Distribución de una especie focal en una variable 16 ecogeográfica (Fuente: Hirzel, 2001). Figura 4 Formas de la curva P/E La línea recta y diagonal 18 correspondería a un modelo ideal (Fuente: Hirzel et al, 2006). Figura 5 Mapa del área de estudio con la distribución de puntos 21 donde se presenta el género Colliguaja Molina. Figura 6 Diagrama de flujo de las etapas del modelo para 24 obtener el mapa de Hábitat Conveniente. Figura 7 Árbol de correlación entre las variables eco- 33 geográficas normalizadas (Fuente: Ventana de resultados en Biomapper). Figura 8 Gráfico representando el valor propio y el % de 36 Especialización explicada para cada factor. Figura 9 Representación del Nicho Ecológico (2D) por los dos 40 primeros factores. Figura 10 Mapas de los cuatro primeros factores obtenidos del 41 AFNE utilizados para calcular el mapa de HC, según el peso asignado para cada uno. Figura 11 Mapa de Hábitat Conveniente resultado del programa 42 Biomapper para el género Colliguaja Molina en la región del LB O´Higgins (2008) La escala marca los “valores de HC”. Figura 12 Mapa de Hábitats reclasificado para el género 43 Colliguaja Molina en la región del L B O´Higgins, Chile. Figura 13 Mapa de Hábitats para el género Colliguaja Molina en 45 la región del L B O´Higgins, Chile. Figura 14 Coeficientes de Correlación de Spearman (Rs) para los 46 diferentes modelos iterados. Figura 15 Formas de la curva mediana P/E del modelo Las 47 líneas discontinuas representan un intervalo de confianza de 90%. Figura 16 Curva (media ± Sd) de las frecuencias de área 48 ajustada (F) de 5 particiones de validación cruzada con 4 bins cada una. RESUMEN EJECUTIVO Gran parte del género Colliguaja (Molina, 1758) está clasificado como “vulnerable” en la región Libertador Bernardo O'Higgins, ubicada en Chile Central. Esta región destaca por la escasa representación (0,86%) de sus comunidades vegetacionales naturales en el SNASPE. En consecuencia es necesario generar información sobre el nicho ecológico de este género, que permita incrementar y mejorar los criterios de decisión en el corto plazo, para así generar núcleos de conservación en las zonas de hábitat potencial de las especies de este amenazado género. Para esto, se utilizaron técnicas de estadística multivariada para explicar su actual distribución a partir de variables (descriptores) ambientales. Basado en estas técnicas, se creo un mapa de hábitat conveniente para el género Colliguaja, en la citada región. Específicamente, se utilizó el método de Análisis Factorial de Nicho Ecológico (AFNE). Estas técnicas permiten la predicción de la distribución y nicho potencial de una especie, cuando tan solo se dispone de información de ocurrencia. Se utilizaron 19 variables eco-geográficas (VEG) y una red de 43 puntos de ocurrencia en diferentes localizaciones, los cuales se analizaron mediante el programa Biomapper. Esta técnica multivariante, calcula funciones mediante la comparación de la distribución de ocurrencias de una especie focal, en un espacio descrito cuantitativamente por VEG independientes. Las VEG son resumidas en dos tipos de factores in-correlacionados e independientes (i.e. marginalidad y especialización), que en conjunto predicen un hiper-espacio correspondiente al nicho potencial de la especie.