UNIVERSIDAD ANDRES BELLO

INGENIERIA EN ACUICULTURA

HETEROGENEIDAD ECOLÓGICA Y EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DE LAS RESERVAS MARINAS

Grupo N°3

Introducción al estudio de áreas marinas protegidas

Junio de 2001

HETEROGENEIDAD ECOLÓGICA Y EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DE LAS RESERVAS MARINAS

Autores:

Jumio 2001

INTRODUCCIÓN

En las décadas recientes, las reservas marinas han sido establecidas en todo el mundo como un instrumento de manejo para compensar los efectos de sobreexplotación de grupos de peces costeros. A pesar de la reciente literatura sobre la respuesta de las protección de poblaciones y comunidades de pesquería, muchos de los mecanismos supuestos para trabajar en las reservas marinas aún no han sido demostrados empíricamente.

Es sabido que existe una gran proporción de grupos de peces marinos sobre explotados (Lauck et al., 1998). Las reservas marinas son áreas protegidas o refugios de recolección, las cuales han sido fuertemente defendidas como un instrumento ideal para el manejo de las pesquerías costeras (Plan Development Team, 1990; Roberts and Polunin, 1991; Duran and Davis, 1993; Agardy, 1994) y consecutivamente, ellas se han establecido en todo el mundo. La protección de un área marina para o reduce la pesca y regula otras actividades humanas.

Una de las dificultades de llevar a cavo esta tarea, es que estos mecanismos (Plan Development Team, 1990) son confundidos con otros posesos no relacionado con la protección. Las fuerzas que manejan la variación espacial o temporal en la estructura de comunidad (composición de especies y riquezas, abundancia relativa de especies, organización trófica, tamaño estructural, etc) pueden ser físicas o biológicas. Los factores físicos pueden ser estructura del hábitat, disponibilidad de luz y nutriente, exposición a corrientes, olas, etc. Los factores biológicos son reclutamiento, predación, competencia, mutualismo, etc.

Los siguientes conceptos están asociados a la protección y al manejo de las reservas marinas:

Heterogeneidad ecológica

Se puede definir como los patrones de multiescala temporal y espacial de organismos y el ambiente en que ellos viven. Tiene un rol potencial en modificar las consecuencias de los procesos ecológicos, los cuales se influencian en la manera en que las especies coexisten en espacio y tiempo, o como ellas se organizan en la trama trófica. La heterogeneidad tiene una influencia crucial en la construcción de los modelos ecológicos (Levin, 1976; Kolasa, 1989; Hasting, 1990), el diseño del campo experimental (Dutilleul, 1993) y el majo de los recursos naturales (Loehle, 1991; Usher, 1991).

Estructura de hábitat y procesos ecológico

Es la distribución física de los objetos en el espacio (Bell et al., 1991). La estructura de habitad se encuentra relacionado con los siguientes términos: heterogeneidad, complejidad y escala, los cuales son atribuidos a los componentes horizontales y verticales de la estructura del hábitat, y al área total y volumen, los que son usados para medir heterogeneidad y complejidad.

En los procesos de población individual hay dos puntos de interés: el primer punto a nivel individual comprender el comportamiento (Lejeune, 1984; Polunin, and Klumpp, 1989; Jan and Chang, 1993), fisiología (Taborsky and Limberger, 1980; Kotrschal, 1983; McFarland, 1986; Boujard and Leatherland, 1992) y morfología (Anderson, 1990; Turingan et al., 1995¸Wainwright and Richard, 1995), ayuda a entender como los individuos seleccionan su alimento, distribuyen el sustrato para desove, escapan a los predadores y a las condiciones ambiéntales adversas. El segundo punto a nivel poblacional, el interés se encuentra en la selección del hábitat de las diferentes especies en un sector del medio ambiente.

El patrón espacial del hábitat, explica la sobre posición de nicho o el compartir el recurso. Según el patrón temporal es imposible el cambio en el número de especie en el tiempo sin considerar la reposición de la naturaleza y comportamiento individual.

El reclutamiento cumple un rol critico en determinar la estructura de poblaciones de peces. Los procesos espaciales y temporales son extremadamente variables y están relacionado con los cambios de estructura de hábitat (Dohertty, 1991; Sale, 1991, 1999; Fowler et al., 1992; Planes et al., 1993; Caselle and Warner, 1996).

Las interacciones de una especie en una comunidad pueden ser estudiadas de diferentes perspectivas poniendo énfasis en la relación predador-presa, competencia y parasitismo, que influyen el sentido vertical de las cadenas tróficas.

Dinámica temporal

La variabilidad temporal en los bancos de paces considera diferentes escalas: día-noche (Colton and Alevizon, 1981; Nash, 1986; Howard, 1989; Wright, 1989), lunar(Letourneur, 1992), temporal (clement and Choat, 1993), plurianual (Bruck et al., 1979; Ebeling et al., 1980, Galzin et al., 1990; Sale et al., 1994)o como una combinación de esta (Galzin, 1987b; Gibson et al., 1996). Todas estas variables temporales pueden oscurecer los efectos de protección.

Ecología marina

Los componentes ecológicos de un sistema jerárquico están organizado en niveles de acuerdo a su escala funcional. Cada jerarquía debe ser construida en relación a un fenómeno especifico de interés, por métodos operacionales no arbitrarios. Los organismos y hábitat marino del litoral muestran sectores escalados fácilmente reconocible, y la especies muestran generalmente un ciclo de vida bipartito, deriva y movilidad, para permitirle experimentar procesos actuando en muchas escalas simultaneas espaciales y temporales.

OBJETIVO

• Acceder al problema de confusión revisando como la heterogeneidad del ecosistema adiciona complejidad a loas procesos de protección en poblaciones y comunidades marinas.

• Desarrollar métodos para evaluar y entender los efectos de protección en poblaciones y comunidades marinas.

• Mostrar los conceptos relacionados a los efectos de protección de áreas.

• Entender como las reservas marinas actúan como un instrumento de manejo.

METODOLOGÍA

Se desarrollo el estudio de la variabilidad temporal y espacial de bancos de peces bentónicos del mediterráneo, utilizando censos visuales mediante buceo (scuba). Estos estudios fueron hechos en la costas rocosas de 140 Km. de largo en Murcia, España. Estas áreas están formadas en un mosaico de sustrato rocoso con extensiones de arena y gravilla, y grupos de medusa. Se utilizaron dos estrategias complenetarias para estudiar los patrones espaciales y la relación entre el hábitat y especies. La primera usa el procedimiento estadístico para el análisis de patrones espaciales. La segunda compara los patrones entre varios puntos seleccionados arbitrariamente e identificar escalas relevantes al analizar los datos mediante una análisis jerarquizado de la varianza

Para la primera estrategia se estudio los alrededores del arrecife de Cabo de Palo en Murcia, desarrollando censos visuales en 140 cuadrantes de 50 m2 a lo largo de una transecta de 1400m. cada segmento fue colocado al azar para prevenir el acoplamiento entre la posición de la transecta y el tiempo de medición, la transecta seguía la isóbata de 10m lo mas cerca posible la influencia de la profundidad.

Los patrones espaciales del montaje de peces fueron cuantificados de tres formas:

Correlogramas espaciales con estadística de auto correlación de Moran (Upton and Fingleton, 1995; Legendre and Fortin, 1989; legrenre, 1993).

Test de Mantel (es la suma de los puntos cruz de las distancias correspondiente entre dos matrices A y B) (Legrendre, 1993).

Los correlogramas de Mantel (Legendre and Fortin, 1989) para la matriz A.

Para la segunda estrategia se seleccionaron 3 localidades (L) a lo largo de costa de Muncia (Cabo de Palo, Isla Grosa y Anguila). Estas localidades tienen una variabilidad de factores ambientales (topografía, condiciones oceanográfica, etc.). Se seleccionaron 3 sectores (S) dentro de cada localidad, 3 zonas de cada sector (Z) y entre cada zona se realizó 3 replicas de transectos de 50 *5 m (T). El muestro se compuso de un total de 81 muestras incorporando 4 graduaciones espaciales ALINEADO desde 101 entre replica de transecto a 104 m entre localidades. La única condición para la locación de transectos fue mantener una profundidad homogénea (de 10 a 12 m) y que el fondo sea predominantemente rocoso.

Los datos (abundancia y biomasa total y por especie y abundancia por especie) fueron analizos usando análisis jerárquico de varianza (Underwood, 1997). Este procedimiento asignó los componentes de variación para ser separados entre escalas espaciales, y entonces, se identificaron las escalas que contribuían más al total de variación (Morrisey et al., 1992; Lindegarth et al., 1995). El modelo de análisis esta dado por:

Xijkl=  + Li +S(L)j(j)+ Z(S(l))k(j(i)) + Tijkl

Y la correspondiente tabla de análisis de varianza (tabla 1).

Tabla N°1:

Nested analisis of variance performed on the fish data of the

hierarchical sampling design , showing the different spatial

factors considered (df - degree of freedom).

Source of variation	Scale (m)	Levels	df	Fvs
Locality L	104	l= 3	2	S(L)
Sector S(L)	103	s= 3	6	Z(S(L))
Zone Z(S(L))	102	z=3	18	Residual
Replicate, residual T	101	n=3	54

RESULTADOS

Usando la dos aproximaciones complementarias al estudio de patrones espaciales a un conjunto de peces en la misma área geográfica se observó como estos organismos muestran una distribución heterogénea, esta heterogeneidad existe a varias escalas espaciales, desde 10 a 10000 metros. En un sitio local, número medio total de individuos exhibieron distribución desigual a una pequeña escala (180m), mientras que la riqueza media de especies mostró una estructura espacial a gran escala (500m aproximadamente). La búsqueda para estructura espacial a lo largo de una continua transecta usando datos multivariados no detectó ningún patrón, probablemente reflejando la variedad de respuestas mostradas por las diferentes especies. Por otro lado la zonación puede existir a escalas simultaneas: la riqueza de especies mostró diferencias significativas entre zonas separadas por cientos de metros (esta escala fue coincidente con la mostrada por análisis de autocorrelación), también entre sectores separados por miles de metros y entre localidades situadas a decenas de kilómetros entre sí. Lo mismo puede ser observado en el caso de composición de especies, la abundancia media total, la biomasa media total y la abundancia media y biomasa media de la mayoría de las especies de peces. La estructura espacial detectada por las diferentes técnicas analíticas es diferente dependiendo de la variable y de las especies.

La variedad de factores puede explicar la zonación observada. Se podría categorizar en factores abióticos o físicos, factores bióticos y alteraciones naturales (Renaud et.al, 1996) o causadas por el hombre (Davis y Tisdell, 1995; Auster, 1998). Las poblaciones naturales y en conjunto experimentan una gran variedad de presiones ambientales, cada una de las cuales actúan a distintos niveles de organización a través de diferentes mecanismos y a diferentes escalas espaciales y temporales, dando como resultado un patrón heterogéneo en espacio y tiempo. Solo tomando esta zonación a multiescala, es posible evitar el problema de confusión.

CONCLUSIONES

Las zonas jerárquicas de los hábitat se restringe cuando se realiza el estudio de los efectos ecológicos de protección en ares marina. La primera consecuencia es que la capacidad de detectar y explicar los efectos de protección dependen principalmente de la elección de las escalas de estudios espaciales y temporales adecuadas.

La segunda consecuencia es que a una escala dada, la estructura del hábitat tiene que ser medida para controlar la interferencia entre el “efecto reserva” y el “efecto hábitat”. Una primera fuente de confusión surge cuando se establecen reservas marinas en zonas que presentan hábitat complejos (peñascos, cuencas, praderas algales) y consecuentemente ya soporten una rica y diversa fauna. El efecto de reserva puede estar enmascarado por la estructura de hábitat.

La tercera consecuencia es que los estudio de monitoreo para las reservas marinas tienen que ser comprometedores considerando una heterogeneidad espacio temporal. En este sentido, los procesos involucrados en el “efecto reserva” deberían ser considerados como un impacto ambiental positivo. Idealmente, múltiples áreas protegidas podrían ser comparadas con el mismo número de áreas control (no protegidas), antes y después de la protección y considerando múltiples escalas espaciales y temporales (A. J. Underwood, com. Pers.).la duración de este tipo de estudio ha sido lo suficientemente largo como para ser capaz de diferenciar entre variabilidad a corta plazo y la tendencia a largo plazo (Menge, 1997).

Una perspectiva desde el punto de vista marino ha sido desarrollado y podría servir como una forma de integrar la diversidad y complejidad de las respuestas de las comunidades a los efectos de protección de reservas marinas, permitiendo un mejor manejo de esta importante herramienta.

BIBLIOGRAFIA

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INDICE

Página

• Introducción 1 - 2

• Objetivos 3

• Metodología 4 - 5

• Resultados 6

• Conclusiones 7

• Bibliografía 8

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