II. Biodiversitatea - diversitatea ecologică

Obiective: Însuşirea conceptului de biodiversitate, cunoaşterea principalelor metode de evaluare a biodivesităţii, precum şi dezvoltarea capacităţii de recunoaştere a zonelor optime pentru desfăşurarea activităţilor de agroturism.

Diversitatea se referă la varietatea componentelor unui sistem. Conceptul de biodiversitate a semnificat iniţial ansamblul taxonilor, ulterior dezvoltându-se ca o relaţie cantitativă între mulţimea de indivizi şi mulţimea de specii. La baza acestuia stăteau principiile biocenotice fundamentale ale lui Thienemann (1939, ap. Stugren, 1982), enunţate după cum urmează:a. Cu cât sunt mai variabile condiţiile de existenţă ale unui biotop, cu atât este mai mare numărul de specii din biocenoza respectivă.b. Cu cât se abat condiţiile de existenţă ale biotopului mai mult de la normal, iar pentru cele mai multe vieţuitoare de la optimal, cu atât mai săracă în specii devine biocenoza, cu atât mai caracteristică va fi ea şi cu atât mai mare va fi bogăţia în indivizi a speciilor singulare.

Corolar: mulţimea de specii şi mulţimea de indivizi sunt invers proporţionale.

Deşi aceste principii sunt în general valabile, există totuşi numeroase excepţii. De exemplu într-o peşteră ne-am putea aştepta să găsim o comunitate caracterizată prin număr redus de specii dar şi număr redus de indivizi, cauza fiind constituită de cantitatea de nutrienţi care este de obicei foarte limitată, de condiţiile de viaţă stabile dar limitative prin specificul mediului subteran. Într-un mediu foarte poluat cu substanţe toxice de asemenea putem avea puţine specii şi număr redus de indivizi.

Orice comunitate are ca atribut “diversitatea” sau “bogăţia” de specii. Aceasta se poate estima în diferite moduri. Asemănător cu multe alte concepte din ecologie, biodiversitatea a primit foarte multe sensuri şi s-a dezvoltat o teorie cuprinzătoare privitoare la definiţiile, domeniile de raportare şi importanţa conservării acesteia. În cel mai concret sens, biodiversitatea semnifică varietatea vieţii corelată cu cea a mediului. Aici sunt ordonate diferite niveluri de raportare:- diversitate genetică (intraspecifică);- diversitate specifică (sau taxonomică);- diversitate ecologică (include pe lângă conceptele precedente şi diversitatea habitatelor şi a factorilor de mediu, uneori specificată drept “diversitate a ecosistemelor” );

- diversitate etno-socio-culturală (atribut al societăţii umane integrate în mediu).

Prin integrarea diferitelor aspecte, anumite surse preferă utilizarea termenului de “ecodiversitate”, ca fiind semantic supraordonat celui de biodiversitate, acesta din urmă referindu-se la componenta vie a sistemelor ecologice. Valoarea, distribuţia şi abundenţa resurselor sunt printre principalii reglatori ai numărului şi abundenţei populaţiilor dintr-o arie. Fragmentarea conceptuală a eco/biodiversităţii este cel mai des cauzată de limitările practice (ce anume şi cât se urmăreşte într-un studiu), precum şi de cele metodologice (ceea ce se poate compara şi include într-o formulă).

Este evident faptul că din cauza raportării la atâtea dimensiuni, nu există nici o singură modalitate de evaluare şi exprimare unitară, care să corespundă tuturor definiţiilor. Întotdeauna se măsoară doar un aspect al acesteia, cel mai des fiind evaluată diversitatea specifică.

Diversitatea unei anumite comunităţi într-un habitat, se mai numeşte şi diversitatea “α”; se poate estima atât în ceea ce priveşte bogăţia în specii, raportul între numărul de specii şi cel de indivizi, dar şi prin ponderile diferitelor populaţii, respectiv heterogenitatea repartiţiei indivizilor sau biomasei pe unităţile sistematice.

1. Numărul de specii (S)

Aparent este un atribut simplu de evidenţiat, care adesea cataloghează studiile ca fiind de factură faunistică sau floristică.

Modificarea numărului total de specii al unor comunităţi permite urmărirea dinamicii în timp şi/sau în spaţiu al acestora, precum şi relaţionarea de particularităţile mediului.

2. Indici care evaluează bogăţia în specii şi indivizi

În formulele acestor indici se raportează numărul total de specii (S) şi de indivizi (N), semnificaţiile fiind cel mai aproape de principiile lui Thieneman.

a. Indicele Margalef (D1)

b. Indicele Menhinick (D2)

Aceşti indici nu indică modul în care indivizii sunt repartizaţi pe specii, şi nu sunt eficienţi când fondurile comparate au acelaşi număr de specii şi de indivizi. Considerând biodiversitatea în semantica derivată din principiile lui Thieneman, amândoi indicii indică diversităţi mai mari la valori mai mari, domeniul de variaţie fiind, cel puţin în teorie .

3. Indici de evaluare a heterogenităţii

Aceştia evaluează diversitatea nu ca un simplu raport între mulţimea de specii şi de indivizi, ci urmăresc şi ponderile diferitelor elemente constituente, cu alte cuvinte heterogenitatea distribuţiei indivizilor pe specii.

Observaţie: deşi, cel mai frecvent se utilizează în formule numărul de indivizi, se pot lua în calcule şi biomasa sau alte aspecte cantitative ale speciilor din probe. Prin urmare, în formulele de mai jos, prin N putem înţelege fie numărul total de indivizi din probe (eşantioane, transecte etc.) dar şi biomasa acestora. Corespunzător, ni semnifică numărul de indivizi din specia i sau biomasa acestora.

c. Indicele Simpson măsoară probabilitatea ca doi indivizi extraşi la întâmplare dintr-o probă sau o serie de eşantioane, să aparţină la aceiaşi specie. Acesta este foarte sensibil la modificările în abundenţa speciilor dominante.

unde: ni = nr. indivizi din specia i (i = 1, 2..S); N = număr total de indivizi. Indicele Simpson ia valori în domeniul [0, 1], diversitatea scăzând cu

creşterea valorii lui.Câteodată acest indice se exprimă sub forma probabilităţii inverse,

adică: Ds = 1 - l

Când diferenţele dintre valorile indicelui Simpson sunt foarte mici (alterări slab diferenţiate ale mediului, cazuri de poluare incipientă, stadii intermediare în succesiunea ecologică) se recomandă utilizarea indicelui Simpson-inversat (l-1):

d. Indicele de heterogenitate Shannon-Wiener (H) Considerând raportul pi de abundenţă relativă (ni / N) sau de dominanţă relativă (mi = biomasa cumulată a indivizilor speciei i din probe /

M = biomasa totală) se poate evalua diversitatea ca mod de ilustrare a informaţiei (ordinii) unui sistem (inversul entropiei), prin formula:

cu variaţie în domeniul [0, +∞), indicând sporirea diversităţii în sensul crescător al domeniului de variaţie. Pentru a standardiza domeniul se utilizează şi:

e. Indicele de echitabilitate (E; Lloyd-Ghelardi)

care variază în domeniul [0,1], H fiind valoarea indicelui Shannon- Wiener, lnS (logaritmul natural din numărul total de specii identificate în eşantion) fiind valoarea maximă pe care o poate lua formula lui H în condiţiile date. Aceasta nu trebuie interpretată în termeni de stare informaţională maximă (Ebeling şi col. 1995), sau alte derivări semantice din teoria originară; din acelaşi motiv nici baza e (numărul natural) nu este absolut obligatorie.

f. Indicele de comparare secvenţialăSă presupunem că dorim evaluarea diversităţii plantelor medicinale

dintr-o pajişte în care (efect al poluării, dar şi al rarităţii habitatelor specifice) acestea sunt dispersate în grupe mici, dar într-o arie foarte mare. Este evident că cele mai multe probe cantitative ar avea densitate nulă, iar din motive de timp şi eficienţă a cercetării, am hotărât că terenul particular nu se pretează la analiza prin metoda reţelelor de pătrate. Cercetătorul ar putea opta pentru o tehnică mult mai bună: se execută transecte aleatoare prin pajişte, colectându-se plantele pe măsură se apar pe pajişte (vizual dacă este posibil). În final rezultă o listă în care sunt înregistraţi indivizii şi speciile în ordinea colectării. Astfel se poate evalua abundenţa relativă a diferitelor specii, existând posibilitatea estimării diversităţii şi heterogenităţii specifice, utilizând compararea de tip secvenţial. Se notează cu N numărul total de indivizi, iar cu M numărul de modificări de apartenenţă taxonomică (în ordinea colectării indivizilor se notează de câte ori se schimbă specia). De exemplu dacă A, B, C şi D sunt 4 specii care alcătuiesc comunitatea, iar ordinea de extragere a indivizilor din teren, este:

BCDDDDDAABDDDDDCCDDDDDADDDADDDBBBBDDDDatunci numărăm de câte ori s-a modificat specia la care aparţin indivizii, pe măsură ce i-am colectat; în acest caz valoarea este de 13.

Formula indicelui de comparare secvenţială (Ds) este:

Indicele variază între 0 (diversitate minimă) şi 1 (maximă).