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Facultad De Ciencias UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE CIENCIAS “ESTUDIO DE LA VARIACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE LA COMUNIDAD VEGETAL DE LAS LOMAS DE CARABAYLLO (LIMA, PERÚ) DURANTE EL 2013 COMO CONTRIBUCIÓN A SU GESTIÓN” Presentado por: Juan Diego del Castillo Ruiz Tesis para optar el Título Profesional de: BIÓLOGO Lima – Perú 2016 1 UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE CIENCIAS “ESTUDIO DE LA VARIACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE LA COMUNIDAD VEGETAL DE LAS LOMAS DE CARABAYLLO (LIMA, PERÚ) DURANTE EL 2013 COMO CONTRIBUCIÓN A SU GESTIÓN” Presentado por: Juan Diego del Castillo Ruiz Tesis para optar el Título Profesional de: BIÓLOGO Sustentada y aprobada por el siguiente Jurado: ____________________________ ____________________________ Mg. Sc. Mercedes Flores Pimentel Mg. Sc. Zulema Quinteros Carlos PRESIDENTE MIEMBRO _______________________________ __________________________ Mg. Sc. Abelardo Calderón Rodríguez Mg. Sc. Viviana Castro Cepero MIEMBRO ASESORA _______________________ Mg. Sc. Aldo Ceroni Stuva Co ASESOR 2 A quienes, en las lomas y en otros frentes, luchan por una vida más digna, Y a quienes, descubriéndose en ellos, Con ellos sufren y luchan. 3 AGRADECIMIENTOS Mi más profundo reconocimiento y agradecimiento a los defensores de las lomas en todo nuestro país, fuente de inspiración última de esta investigación, y de mi proceso personal en los últimos años. A mi segunda familia, Proyecto Lomas. A quienes estuvieron y están en esta maravillosa organización, creyendo de todo corazón que junto a las comunidades locales, podemos construir un mejor país. A todas y todos quienes sacrificaron sus fines de semana para colaborar con las evaluaciones en campo, con quienes guardo una invalorable amistad: Diego Padilla, José Luis Rolando, Claudia Salazar, Maura Fernández, Ramiro Montes, Edson Arias, Diego Márquez, Cciary Alegría, Fiorella Manchego, Jenny Marticorena, José Carlo Ramírez, Lesly Luján, Víctor Cornejo y Gabriela Polo. A mis estimados profesores Edgar Sánchez y Zulema Quinteros, quienes me aconsejaron en la formulación, ejecución y culminación de esta investigación. Al profesor Luis Bazán y a la Sra. Rossmery, por su invalorable aporte, y con quienes compartí gratos momentos durante el procesamiento de las muestras de suelos. A Luis Albán y Mónica Maldonado por sus valiosos aportes en la redacción de este documento. Y a mis padres, por su incondicional apoyo y confianza a lo largo de toda mi carrera. 4 ÍNDICE GENERAL I. RESUMEN………….………….………….………….……………………... 1 II. INTRODUCCIÓN………….……………………………………………….. 3 III. REVISIÓN DE LITERATURA 3.1 LAS LOMAS COSTERAS………………………………………........... 5 3.2 FACTORES CLIMATOLÓGICOS Y METEOROLÓGICOS…………. 6 3.3 FACTORES EDÁFICOS Y SU RELACIÓN CON LA VEGETACIÓN…………………………………………………………... 7 3.4 LA FLORA Y VEGETACIÓN DE LAS LOMAS……………………… 9 3.5 COMUNIDADES VEGETALES Y SU VARIACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL……………………………………………………….......... 10 3.6 LA COBERTURA COMO CRITERIO ECOLÓGICO…………………. 11 3.7 ÍNDICES DE DIVERSIDAD……………………………………............. 13 3.8 EL ANÁLISIS MULTIVARIADO……………………………………… 15 3.9 EL MAPA DE SENSIBILIDAD BIOLÓGICA…………………………. 15 3.10 EL MONITOREO BIOLÓGICO………………………………………. 16 IV. MATERIALES Y MÉTODOS 4.1 ÁREA DE ESTUDIO…………………………………………………….. 18 4.2 MATERIALES…………………………………………………………… 19 4.3 MÉTODOS 4.3.1 DISEÑO MUESTRAL……………………………………………... 20 4.3.2 UNIDAD MUESTRAL Y ESFUERZO DE MUESTREO………… 21 4.3.3 EVALUACIÓN DE VARIABLES EDÁFICAS Y GEOMORFOLÓGICAS…………………………………………… 23 4.3.4 EVALUACIÓN DE LA EFICACIA DEL MUESTREO………….. 24 4.3.5 ESTIMACIÓN DE LA DIVERSIDAD Y SU VARIACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL……………………………………….. 25 4.3.6 VARIACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL DE LAS PRINCIPALES POBLACIONES………………………………….. 28 5 4.3.7 ANÁLISIS MULTIVARIADO DE LA VEGETACIÓN Y VARIABLES EDÁFICAS Y GEOMORFOLÓGICAS…………… 30 4.3.8 EL MAPA DE SENSIBILIDAD BIOLÓGICA……………………. 31 4.3.9 EL PROGRAMA DE MONITOREO………………………............ 34 V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 5.1 DEL ANÁLISIS DE LA DIVERSIDAD 5.1.1 COMPOSICIÓN DE LA COMUNIDAD VEGETAL……………... 37 5.1.2 EFICACIA DEL MUESTREO…………………………………….. 39 5.1.3 ANÁLISIS DE LA DIVERSIDAD ALFA 5.1.3.1 ÍNDICE DE SHANNON-WIENER……………………….. 41 5.1.3.2 ÍNDICE DE DOMINANCIA DE SIMPSON……………… 43 5.1.4 ANÁLISIS DE LA DIVERSIDAD BETA 5.1.4.1 ÍNDICE DE WHITTAKER………………………………… 45 5.1.4.2 ANÁLISIS CLUSTER……………………………………… 46 5.1.5 ANÁLISIS DE LA DIVERSIDAD GAMMA……………………… 50 5.2 DEL ANÁLISIS ESPACIAL Y TEMPORAL PARA LAS PRINCIPALES POBLACIONES 5.2.1 LEY DE TAYLOR…………………………………………………. 52 5.2.2 DISTRIBUCIONES POBLACIONALES………………………….. 53 5.3 DE LAS RELACIONES ENTRE LA COMUNIDAD VEGETAL Y LAS VARIABLES EDÁFICAS Y GEOMORFOLÓGICAS 5.3.1 DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES EDÁFICAS Y GEOMORFOLÓGICAS……………………………………............ 62 5.3.2 ANÁLISIS MULTIVARIADO 5.3.2.1 PARA LA DIVERSIDAD ALFA………………………….. 65 5.3.2.2 PARA LA COBERTURA ACUMULADA………………... 67 5.3.2.3 PARA LA COBERTURA DE LAS ESPECIES MÁS COMUNES…………………………………………………. 69 5.3.2.4 DE LA COBERTURA CON VARIOS FACTORES EN SIMULTÁNEO…………………………………………….. 69 5.4 DE LA FORMULACIÓN DEL MAPA DE SENSIBILIDAD BIOLÓGICA…………………………………………………………….. 72 5.5 DEL PROGRAMA DE MONITOREO………………………………….. 76 6 VI. CONCLUSIONES…………………………………………………….….…. 80 VII. RECOMENDACIONES………………………………………………….… 81 VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………….….… 82 IX. ANEXOS……………………………………………………………….….…. 96 7 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Valores porcentuales de la eficacia del muestreo mediante el modelo de Clench…………………………………………………………………………………….. 40 Tabla 2: Valores del índice de Shannon-Wiener para todo el estudio……………………41 Tabla 3: Resultados de la prueba ANOSIM para el índice Shannon-Wiener…………… 42 Tabla 4: Valores del índice de Simpson para todo el estudio……………………………. 44 Tabla 5: Resultados de prueba ANOSIM para el índice de Simpson……………………. 45 Tabla 6: Porcentajes de los componentes alfa y beta en la diversidad gamma………….. 51 Tabla 7: Resultados del espacial y temporal, del intervalo de confianza (I.C.) y del coeficiente de correlación (r) para la Ley de Taylor……………………………………… 53 Tabla 8: Variables geomorfológicas de los transectos…………………………………... 62 Tabla 9: Resultados del test de normalidad para variables del análisis bivariado………. 65 Tabla 10: Coeficientes de correlación entre la diversidad alfa y las variables altitud y pendiente; y niveles de significancia con la posición y orientación en el lugar de estudio……………………….……………………………………………………………. 65 Tabla 11: Coeficientes de correlación entre la diversidad alfa y la humedad del suelo… 66 Tabla 12: Coeficientes de correlación entre la diversidad alfa y la materia orgánica del suelo………………………………………………………………………………………. 67 8 Tabla 13: Coeficientes de correlación entre la diversidad alfa y las variables altitud y pendiente; y niveles de significancia con la posición y orientación en el lugar de estudio……………………………………………………………………………………. 67 Tabla 14: Coeficientes de correlación entre la cobertura acumulada y la humedad del suelo………………………………………………………………………………………. 68 Tabla 15: Coeficientes de correlación entre la cobertura acumulada y la materia orgánica del suelo…………………………………………………………………………………... 68 Tabla 16: Coeficientes de correlación para el análisis NP-MANOVA a una vía entre la cobertura y variables geomorfológicas durante todo el estudio……………..…………… 70 Tabla 17: Valores e intervalos de sensibilidad para las variables seleccionadas como indicadores………………………………………………………………………………... 73 Tabla 18: Matriz de Leopold modificada para el análisis de sensibilidad biológica en base a la flora y la vegetación………………………………………………………………….. 74 Tabla 19: Resultados del número de transectos (n) e intervalo de confianza porcentual (I.C.%) mediante el muestreo aleatorio simple, para cuatro niveles de alfa y para las variables índice de Shannon-Wiener (H’), riqueza promedio normalizada (S) y cobertura promedia normalizada (N) ……………………………………………………………….. 77 Tabla 20: Resultados del número de transectos por estrato y error estándar mediante el muestreo estratificado mediante afijación proporcional y óptima para un alfa de 0.05 y para las variables índice de Shannon-Wiener (H’), riqueza promedio normalizada (S) y cobertura promedio normalizada (N) ……………………………………………………. 78 9 INDICE DE FIGURAS Figura 1: Imagen satelital de las lomas de Carabayllo y del área de estudio (a) con con los estratos según la altitud y el sector (b)…………………………………………………… 20 Figura 2. Distribución espacial de los transectos de muestreo en el área de estudio y su ubicación en Lima Metropolitana………………………………………………………… 21 Figura 3: Representación gráfica de la metodología del punto intercepto mediante transectos…………………………………………………………………………………. 22 Figura 4: Número de especies por hábito en cada evaluación cuantitativa……………… 38 Figura 5: Porcentaje y valores promedio de cobertura por hábito y por evaluación…….. 39 Figura 6: Mapas de isolíneas del índice de Shannon-Wiener para marzo (a), mayo (b), julio (c), septiembre (d), noviembre (e) del 2013 y enero (f) del 2014…………………... 42 Figura 7: Análisis Cluster para transectos en marzo (a), mayo (b), julio (c), septiembre (d), noviembre (e) del 2013 y enero (f) del 2014 mediante el índice de Bray Curtis………… 46 Figura 8: Análisis Cluster para transectos en marzo (a), mayo (b), julio (c), septiembre (d), noviembre (e) del 2013 y enero (f) del 2014 mediante el índice de Raup-Crick………… 48 Figura 9: Análisis Cluster para todos los transectos y evaluaciones mediante el índice de Bray Curtis………………………………………………………………………………... 49 Figura 10: Variación de la diversidad gamma durante el estudio……………………….. 50 Figura 11: Mapas de isolíneas de la cobertura de Alternanthera halimifolia para marzo (a), mayo
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