Riqueza, abundancia, similitud y distancia entre comunidades

Riqueza y abundancia

Imaginá que caminás por un manglar de la bahía de Jiquilisco y anotás todo lo que ves. Podés contar de dos maneras distintas: cuántas clases de organismos hay y cuántos ejemplares hay de cada clase.

Ejemplo en un manglar: si encontrás mangle rojo, mangle negro y mangle blanco, la riqueza es 3. Si contás 40 árboles de mangle rojo, la abundancia de esa especie es 40.

Comparar comunidades: especies compartidas

Para comparar dos comunidades $A$ y $B$ (dos sitios, dos fincas, dos fechas) usamos conjuntos de especies. Tres cantidades bastan:

• $|A|$ y $|B|$: la riqueza de cada comunidad.

• $|A \cap B|$: las especies compartidas (están en ambas).

• $|A \cup B|$: las especies distintas en total (en al menos una).

Como las compartidas se cuentan dos veces al sumar las riquezas, hay que restarlas una vez:

Índices de similitud: Jaccard y Dice-Sørensen

Contar compartidas no basta: 3 compartidas son mucho si cada sitio tiene 4 especies, y poco si tienen 40. Un índice de similitud relaciona las compartidas con el tamaño de las comunidades y da un valor entre 0 y 1.

Por qué funcionan: Jaccard es la fracción de especies «del total» que están en las dos. Dice-Sørensen da más peso a las compartidas (el 2 del numerador), por eso para los mismos datos resulta mayor o igual que Jaccard.

Datos de presencia y ausencia

Los índices anteriores usan solo presencia o ausencia: una especie cuenta igual si hay 1 individuo o 100. Por eso, cuando tenés una tabla de abundancias, primero la convertís: todo número mayor que 0 pasa a 1 (presente) y 0 queda en 0 (ausente).

Distancia entre comunidades

La similitud dice qué tanto se parecen dos comunidades; la distancia dice qué tanto se diferencian. Con Jaccard se define:

Cuando se comparan varios sitios, se calculan todos los pares. Las distancias son la base para agrupar comunidades en un dendrograma.

Biodiversidad funcional y límites de los índices

Volvamos a las dos fincas del inicio. Si ambas tienen 10 especies, tienen igual riqueza. Pero si en una finca hay 90 individuos de una especie y 1 de cada una de las otras 9, la comunidad está dominada por una sola especie; en la otra, con 10 individuos de cada una, las especies están repartidas por igual. La abundancia total es 99 frente a 100, pero la estructura es muy distinta.

Una medida de biodiversidad completa mira riqueza y abundancia a la vez. Y los índices de Jaccard y Dice-Sørensen solo comparan listas de especies: si las dos fincas tienen las mismas 10 especies, ambos índices valen 1 aunque la distribución sea muy desigual. No detectan esa diferencia.

Para qué sirven los índices de biodiversidad

Los índices no son solo ejercicios de cuaderno: se usan para tomar decisiones. Un equipo técnico puede comparar un mismo sitio antes y después de una intervención, vigilar año con año un área protegida o decidir qué zona conviene conservar primero.

Volvé al principio: las dos fincas con 10 especies tienen igual riqueza, pero la que tiene 90 individuos de una sola especie está dominada por ella y es menos diversa en su estructura que la de 10 individuos por especie.

Resumen

• Riqueza (S): número de especies distintas. Abundancia: individuos de una especie; la total (N) es la suma de todas.

• Para comparar dos comunidades: $|A \cup B| = |A| + |B| - |A \cap B|$.

• Jaccard: $I_J = |A\cap B| / |A\cup B|$. Dice-Sørensen: $D_{SC} = 2|A\cap B| / (|A|+|B|)$. Ambos van de 0 a 1 y usan solo presencia y ausencia.

• Distancia: $d = 1 - I_J$. Más similitud, menos distancia.

• Los índices no ven las diferencias de abundancia: para describir la biodiversidad hay que mirar también cuántos individuos hay de cada especie.