Biomonitoreo

Biomonitoreo
uso sistemático de respuestas biológicas
(bioindicadores) a diferente nivel para evaluar
cambios ambientales
(Kolkwitz & Marsson 1908, Sladecek 1973, Rosenberg & Resh 1993)
Métodos químicos Bioindicadores
instantaneos integran tiempo
locales integran espacio
específicos integran factores
exactos comunicación público
causas efectos – objetivos
usuales/estandarizados inusuales/diversos
Estándares, umbrales sitios de referencia

NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLOGICA

BIOINDICADORES Y BIOMONITOREO
• organismos
– Peces
– Macroinvertebrados
– Diatomeas
– Macrófitas
Enfoques
1. Especies indicadoras
2. Comunidades
3. Indices bióticos
• análisis de datos
– Métricas
– Indices
– estadística
• descriptiva
• univariada
• multivariada

1. ESPECIES INDICADORAS
REQUISITOS
i. Abundancia muestreo y cuantificación
ii. Tamaño muestreo y separación
iii. Poca movilidad. representación espacial
iv. Vida larga. integración temporal
v. Fácil identificación comparar tiempos y sitios
vi. Cosmopolita o con análogos ecológicos (idem)
vii. Tolerancia ambiental estrecha y específica
viii. Poca variabilidad genética y ecológica
ix. Ecología conocida
x. Resistentes a la manipulación

SISTEMA DE LOS SAPROBIOS
1908 KOLKWITZ & MARSSON
EUROPA CENTRAL
S = (S S i A i G i) / (S A i G i)
S i: valor sapróbico de c/taxón i, A i: abundancia, G i: valor indicador.
Cfr. USA:
limitada distribución geográfica especies
toxicidad vs. contaminación orgánica
teoría insular: probabilística de especies: diversidad

Polisaprobia Mesosaprobia a Mesosprobia b Oligosaprobia
turbia / oscura negra más clara clara
sedimento fino,
negro (FeS)
precipita
CaCO 3
anaerobiosis anoxia aerobiosis saturación
DBO 5 140-20
mg/L
17-4 mg/L 4-1 mg/L
H 2 S, NH 4 , CO 2 AA y ác. grasos AA, ác. grasos
NH 3
pocas
cianofitas
2 x 10 6
Bacterias/ ml
Tubifícidos rojos
flagelados
cianofitas,
clorofitas
ZONAS
producción
elevada
10 5 - 10 6 10 4
rojos o resp. aérea
Larvas, Hongos
Sphaerotillus
Peces moluscos,
hirudíneos
OD, NO 3, PO 4
menos
producción
fauna normal
insectos

Superficie inferior
anaeróbica de
una piedra
Zona polisaprobia

Benthic Metrics And Predicted Direction Of Metric
Response To Increasing Perturbation http://www.epa.gov/owow/
Category Metric response to
perturbation
Richness measures Total No. taxa Decrease
No. EPT taxa Decrease
No. Ephemeroptera Taxa Decrease
No. Plecoptera Taxa Decrease
No. Trichoptera Taxa Decrease
Composition
measures
% EPT
% Ephemeroptera
Decrease
Decrease
Tolerance/Intolerance
measures
No. of Intolerant Taxa
% Tolerant Organisms
Decrease
Increase
% Dominant Taxon Increase
Feeding measures % Filterers Variable
% Grazers and Scrapers Decrease
Habit measures Number of Clinger Taxa Decrease
% Clingers Decrease

2.Comunidades bioindicadoras
abundancia
tamaño
inmovilidad
longevidad
muestreo
clasificación
ZOOBENTOS * * * * * *
FITOBENTOS **
HIDRÓFITAS * ** * ** **
PECES * * ** *
tolerancia

INDICADORES COMUNITARIOS DE
CONTAMINACION ORGANICA
• Diversidad
• Riqueza
• Abundancia
• Abundancia/Biomasa
• Distribucion de frecuencias de abundancia
• Similitud (o distancia)
– presencia/ausencia (Jaccard)
– abundancia (Bray Curtis)
– entre comunidades problema y de referencia.
• Grupos funcionales
• ...

S
S
Diversidad
N
N

PERIFITON
• Kolkwitz & Marsson (1908)
• Patrick et al. (1954): riqueza y divesidad
• buenos indicadores
– a) sus especies son muy sensibles a las condiciones
ambientales (ej. nutientes),
– b) tiene distinta sensibilidad específica a los distintos
contaminantes y
– c) integran temporalmente la variabilidad ambiental
• diatomeas
– Abundancia mayor
– Taxonomía más fácil

Método básico
• 3 sitios de referencia
• Biomasa algal: análisis rápido de perifiton
(RPS).
• 5 transectas regulares del tramo (o más)
• en rápidos o correderas
• 10 puntos equidistantes (o menos)
• se extrae sustrato

1 2 1 4
1 2 3 3
1 1 2 5
1 4 0 2

Indice de Condición Biótica
• Muestras de perifiton de
– sustratos estables - cepillo
– abundante perifiton
– corrientes rápidas
– u orillas con sedimento fino - Petri
• Para
– Clorofila
– AFDM
– Taxonomía
• Especies, géneros o grupos
• 300 valvas o 300 células
• Biovolumen, BV relativo

3.Indices bióticos
Trent Biotic Index TBI Woodwiss 1964 Inglaterra
6 taxa x s i
0-10
Chandler Biotic Index CBI Chandler 1970 Escocia
+ abund. rel. 0->3000
CBI normalizado Balloch et al. 1976
CBI/S 0-100
Indice Biotique Tuffery & Vernaux 1968 Francia
Belgian Biotic Index BBI De Pauw & Vanhooren 1983 Bélgica

3.Indices bióticos
Biological Monitoring Working Party
BMWP (BBWP)
Average Score Per Taxon ASPT = BBWP/S
River Prediction And Classification System
RIVPACS
Nat. Wat. Council 1981
(Armitage et al 1983)
familias (+/-) x s i
Wright et al. 1989
Invertebrate Community Index ICI Ohio
Index of Biotic Integrity IBI Karr et al. 1986 Ohio
Benthic Quality Index BQI Wiederholm 1976
Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera EPT
exubias de quironómidos

BMWP: Scores para c/flia
1. Oligochaeta
2. Chironomidae
3. Valvatidae, Hydrobiidae,
Lymnaeidae, Physidae,
Planorbidae, Sphaeriidae,
Glossiphoniidae, Hirudidae,
Erpobdellidae, Asellidae
4. Baetidae, Sialidae, Piscicolidae
5. Mesoveliidae, Hydrometridae,
Gerridae, Nepidae, Naucoridae,
Notonectidae, Pleidae, Corixidae,
Haliplidae, Hygrobiidae, Dytiscidae,
Gyrinidae, Hydrophilidae,
Clambidae, Helodidae, Dryopidae,
Elmidae, Chrysomelidae,
Curculionidae, Hydropsychidae,
Tipulidae, Simuliidae, Planariidae,
Dendrocoelida
6. Ancylidae, Unionidae,
Hydroptililidae, Neritidae,
Viviparidae, Corophiidae,
Gammaridae, Platycnemididae,
Coenagriidae
7. Caenidae, Nemouridae,
Rhyacophilidae,
Polycentropodidae, Limnephilidae
8. Astacidae, Lestidae, Agriidae,
Gomphidae, Cordulegasteridae,
Aeshnidae, Corduliidae,
Libelluiidae
10. Siphlonuridae, Heptageniidae,
Leptophlebiidae, Ephemerellidae,
Potamanthidae, Ephemeridae,
Taeniopterygidae, Leuctridae,
Caprniidae, Perlodidae, Perlidae,
Chloroperlidae, Aphelocheridae,
Phryganeidae, Molannidae,
Beraeidae, Odontoceridae,
Leptoceridae, Goeridae,
Lepidostomatidae,
Brachycentridae, Sericostomatidae

BMWP: Scores para c/taxon
1. Oligochaeta
2. Chironomidae
3. Gastropoda, Sphaeridae,
Hirudinea
4. Baetidae, Sialidae,
Piscicolidae
5. Coleoptera, Tipulidae,
Simulidae, Planarias,
Hydropsichidae
6. Ancylidae, Unionidae,
Hydroptililidae, Anfipodos,
Anisoptera
7. Caenidae, Nemouridae,
Tricoptera de red
8. Astacidae, Anisoptera,
Tricóptera de red
10. Efemeroptera,
Plecoptera, Coleoptera,
Tricoptera
subjetivo (control), cont. orgánica, variabilidad natural, depende esfuerzo (ASPT)

River Prediction And Classification System
RIVPACS (Wright et al. 1989)
• Distancia de fuente
• Pendiente
• Granulometría media
• Altitud
• Descarga
• Ancho medio
• Profundidad media
• Latitud
• Longitud
• Alcalinidad
• Temperatura del aire
(media y rango)
• Análisis discriminante
múltiple (MDA) los
relaciona con bentos
• Predicción bentos
• Fauna observada
Fauna esperada
(como S, score, ASPT)

INDICE BIOTICO DE INTEGRIDAD Ranqueo de las métricas
Métrica
Riqueza y composición de especies
No. spp. peces nativas
No. e identidad spp. darter (bénticas)
No. e identidad spp. pez sol (pelágicas)
No. e identidad spp. chupadoras (longevas)
No. e identidad spp. intolerantes
No. e identidad spp. tolerantes
Composición trófica
Porcentaje de individuos omnívoros
Porcentaje de individuos insectívoros ciprínidos
Porcentaje de individuos piscívoros (carnívoros)
Abundancia y condición
Número de individuos en una muestra
Porcentaje de individuos híbridos o exóticos
5
3
Varían con el tamaño del curso y la
región
< 5
< 20
> 45
> 5
5 - 20
20 - 45
45 - 20
5 - 1
1
> 20
> 45
< 20
< 1
Varían con el tamaño del curso y la región
0
0 - 1
Porcentaje de individuos enfermos o deformes 0 - 2 2 - 5 > 5
> 1

ENFOQUES
• métodos de evaluación rápida
•BACI, bimensual a estacional, 3 – 5 por sitio, red de mano
• estadística multivariada
• técnicas experimentales (campo y laboratorio)
• grupos funcionales
• regionalización (geología, suelos, vegetación):
• Cuenca –SIG – sitios de referencia
• evaluación del hábitat
• SERCON (system for eval. of river conserv. value) Boone 1997
• RCE (river, channel and environment) Petersen 1992
• RHS (river habitat survey) National Rivers Authority 1996

PROTOCOLOS DE EVALUACION
• River Habitat Survey (RHS) Environment Agency of England and
Wales (Raven et al. 1998b; 1998c; Environment Agency 1997)
• Qualitative Habitat Evaluation Index (Rankin 1989. OHIO EPA)
• Petersen RC 1992 The RCE: a Riparian, Channel, and
Environmental Inventory for small streams in the agricultural
landscape
• QBR: Munne et al. 2003 A simple field method for assessing the
ecological quality of riparian habitat in rivers and streams: QBR
index.

FORMA PREDOMINANTE DEL VALLE:
siempre ¿ V somera o cóncavo?
VEGETACIÓN Y DIMENSIONES DEL CANAL
Orilla
Banktop
Cauce
Bankface
Bankfull
Pendiente Orilla
>75%
45 - 75%
20 – 45%

River Habitat Survey (RHS)
L meandro Nº pozones Vegetación Altura Altura
(m) (en tramo) banktop bankface Orilla* cauce**
Sauce 100 3 U H S A 1,5 0,5
La Feliciana 400 todo U A C T 3,0
Sauce de
Berdías 100 todo U H S A 2,5 1,0
La Pedrera 400 3 C A C T 2,0 1,5
Berrondo 350 2 U H C T 1,0 0,5
Cerro Pelado 300 todo C T C T 1,0 1,5
Benítez 350 0 C T C T 2,0 1,0
Potrero 240 3 S H C A 0,5
Manantiales 300 todo C T C T 1,0 1,5
Control 300 todo C T C T 2,0 1,0
Uniforme (1 sp.), Simple (2-3), Complejo (>3)– Herbácea, Arbustos, T: árbles
* Desde el cauce lleno. ** Cauce lleno desde el fondo

EVALUACION DEL HABITAT FISICO

Regionalización
SIG cuenca

Inventario de Riberas, Canal y Ambiente
1. Uso suelo inmediato
2. Ancho zona riparia
(RCE, Petersen 1992)
3. Integridad zona riparia
4. Vegetación zona riparia
5. Objetos en el canal
6. Estructura canal (W/Z)
7. Sedimentos canal
8. Estructura Orillas
9. Corte orillas
10. Sustrato
11. Fondo
12. Rápidos y pozas
13. Vegetación acuática
14. Peces
15. Detritos
16. Macrobentos

RHS River Habitat Survey 1996
Tramo de 500 m, en verano

BENTOS SENSIBLE o EXIGENTE
(buena calidad)
Muchas familias, insectos
COLEOPTERO Elmidae
BIVALVOS COLEOPTERO
Psephenidae
EFEMEROPTEROS

BENTOS MODERADAMENTE TOLERANTE
DIPTERA
Simulidae
Anfipodos
ODONATOS
TRICOPTEROS
Zigoptera

BENTOS TOLERANTE
GASTEROPODOS
HIRUDINEOS
OLIGOQUETOS
QUIRONOMIDOS

RESTARUACION – REHABILITACION
DE RIOS (Iversen et al. 1993, Dinamarca)
• Sistema integrado 3D
• Largo tiempo ajuste
• Geomorfología
• Manejo responsable
(gentle management)
– Plantas
– Meandros
– Orillas
– Sedimentos