Recibido: Julio 7, 2023
Aceptado: Diciembre 22, 2023
Disponible: Diciembre 29, 2023
Las especies de aves en el mundo han sido amenazadas por factores humanos o naturales que afectan su hábitat. Algunos de estos factores generan fragmentaciones en los bosques, lo que impacta directamente en su biodiversidad. Por lo tanto, se requiere la estimación de la riqueza y abundancia de aves para disponer de herramientas matemáticas que permitan evaluar el impacto ambiental, diseñar proyectos sostenibles y monitorear la salud de los ecosistemas. En este estudio, se evaluó mediante el uso de los índices de Hill la riqueza y abundancia de aves en fragmentos de bosque Andino ubicados en el municipio de Belmira, Antioquia, Colombia, con el objetivo de identificar su potencial para el aviturismo. La metodología incluyó un muestreo de especies utilizando transectos como método principal para la recolección y análisis de datos. Posteriormente, se llevaron a cabo modelamientos de curvas de acumulación, curvas enrarecidas y extrapolación, junto con el cálculo del potencial de aviturismo en el área de estudio. Además, se exploraron correlaciones entre variables paisajísticas y las estimaciones de los índices de Hill. Los resultados revelaron índices de diversidad de Hill con valores medios y altos en los fragmentos de bosque examinados, concluyendo que especialmente el fragmento 3 mostró un mayor potencial para la observación de aves según las tendencias observadas en las curvas de acumulación. Se observó una correlación negativa significativa entre los índices de diversidad calculados y la distancia a los cuerpos de agua, indicando que la riqueza y abundancia de especies aumentan a medida que el punto de observación se acerca a cuerpos de agua. Además, se identificó un potencial para el aviturismo superior a 24 puntos para más de 23 especies en la zona de estudio, señalando un alto atractivo para la práctica del aviturismo según la metodología empleada.
Palabras clave: Curvas de acumulación, deforestación, biodiversidad, extrapolación, números de Hill, riqueza de especies.
The bird species worldwide have faced threats from human or natural factors affecting their habitat. Some of these factors result in forest fragmentation, directly impacting biodiversity. Therefore, estimating bird richness and abundance is necessary to have mathematical tools for assessing environmental impact, designing sustainable projects, and monitoring ecosystem health. This study used Hill indices to evaluate bird richness and abundance in Andean forest fragments located in the municipality of Belmira, Antioquia, Colombia, aiming to identify their potential for birdwatching. The methodology included species sampling using transects as the main method for data collection and analysis. Subsequently, models of accumulation curves, rarefaction curves, and extrapolation were carried out, along with the calculation of birdwatching potential in the study area. Additionally, correlations between landscape variables and Hill index estimates were explored. The results revealed Hill diversity indices with medium to high values in the examined forest fragments, concluding that especially fragment 3 showed a higher potential for birdwatching based on observed trends in accumulation curves. A significant negative correlation was observed between calculated diversity indices and the distance to water bodies, indicating that species richness and abundance increase as the observation point gets closer to water bodies. Furthermore, a potential for birdwatching exceeding 24 points for more than 23 species in the study area was identified, indicating high attractiveness for birdwatching according to the employed methodology.
Keywords: Accumulation curves, deforestation, extrapolation, Hill numbers, biodiversity, species richness.
La estimación de la riqueza y abundancia de aves a través de medidas estadísticas es una actividad que permite el estudio y conservación de las especies mediante proyectos sostenibles, los cuales buscan crear un equilibrio entre las personas y las especies en un hábitat determinado [
Para la fauna existente en un entorno geográfico, la deforestación resultante de la tala de árboles provoca la destrucción de su hábitat, lo que conlleva a afectaciones incluso para los humanos [
Un insumo necesario para comprender el impacto de la fragmentación de los bosques sobre las especies que los habitan es el cálculo de la diversidad y riqueza de su fauna [
Por su parte, las aves son una de las especies que se ven directamente afectadas debido a la deforestación, y su comportamiento dentro de los fragmentos donde ellas habitan requiere mayor conocimiento con el fin de poder aportar a su conservación e incluso, desde otro ámbito, contribuir con el crecimiento económico de una sociedad a través de actividades de ecoturismo como el avistamiento (como se define en [
La caracterización de la avifauna es una actividad necesaria para comprender los ecosistemas, identificar problemas de conservación y diseñar estrategias efectivas para proteger y preservar la biodiversidad y el equilibrio ecológico. Estos datos pueden guiar la designación de áreas protegidas y la planificación de acciones efectivas de manejo [
Es de resaltar que los esfuerzos de conservación dirigidos al municipio de Belmira, Antioquia, son importantes para proteger y preservar la riqueza hídrica, los ecosistemas únicos y la biodiversidad de la región, así como para garantizar un suministro sostenible de agua para las comunidades locales y áreas urbanas aguas abajo, ya que, debido a su abundancia en agua, abastece gran parte del Área Metropolitana del distrito de Medellín.
La estructura de este artículo se describe de la siguiente manera: en la Sección 2 se presentan los aspectos metodológicos para el desarrollo de la investigación. En esta sección, se define el área de estudio, se describe el mecanismo de muestreo implementado y se proporcionan las definiciones necesarias para el cálculo de la riqueza de especies y el potencial de aviturismo. La Sección 3 muestra los resultados obtenidos y la discusión correspondiente al estudio realizado. A continuación, en la Sección 4 se incluyen las conclusiones derivadas de los hallazgos. La Sección 5 está dedicada a los agradecimientos, y finalmente, la Sección 6 presenta las referencias bibliográficas utilizadas en la elaboración del artículo.
2.1 Área de estudio
El municipio de Belmira está localizado en la cordillera central de Colombia, departamento de Antioquia, a una altura que oscila entre los 2400 y 3000 MSNM, y una temperatura promedio de 14 ºC. En la Figura 1, se observa la localización de los fragmentos de bosque andino estudiados (imagen de la izquierda) y la ubicación espacial de los mismos (imagen de la derecha). Estos fragmentos de bosque estudiados se encuentran ubicados en la zona con función amortiguadora de un área protegida bajo la figura de conservación denominada “Distrito de Manejo Integrado y Sistema de Páramo y Bosque Altoandino del Noroccidente Medio de Antioquia (DMI SPBANMA)” y pertenece al Sistema Nacional de Áreas protegidas de Colombia (SINAP).
2.2 Muestreo
Con el objetivo de determinar el efecto de borde en un fragmento de bosque sobre la abundancia de aves, y tomando como referencia [
En el área de estudio, siete (7) fragmentos (con un total de 94.3828 ha) cumplieron con los criterios mínimos de selección. Por lo tanto, mediante un muestreo aleatorio simple, se seleccionaron 5 fragmentos que equivalían al 78.73 % del área total. La recopilación de datos se basó en la propuesta de [
En cada punto de muestreo, se llevó a cabo la misma actividad durante 12 minutos consecutivos en radios fijos de 20 metros, tanto en las horas de la mañana como en las horas de la tarde, durante un período continuo de 4 días [
Adicionalmente, se recopilaron características de las especies, como el sexo, el nombre y la distancia a la que se observaron, con el objetivo de lograr un registro completo de las especies. La identificación de las especies se llevó a cabo utilizando “Guía Ilustrada de la Avifauna Colombiana” [
2.3 Análisis de datos
La estimación de la riqueza y abundancia de aves se llevó a cabo usando la propuesta de [
Se usaron intervalos de confianza al 95 % para los números de Hill y la probabilidad de observar una especie cualquiera en el área determinada. Además, se hicieron estimaciones por las jornadas horarias y los puntos de observación definidos previamente. Los números de Hill son comparados por franjas horarias usando una prueba de hipótesis con nivel de significancia de 0.005.
Con las variables asociadas al paisaje, como la distancia a centros poblados, cuerpos de agua, borde del fragmento y las estimaciones de los índices de orden, los valores de coeficiente de correlación de Pearson se calcularon para poder explicar las diferencias entre los fragmentos evaluados. Este análisis permitió explorar el tipo de relación existente entre la diversidad de aves y la distancia a centros poblados o cuerpos de agua. Los cálculos de las estimaciones de los números de Hill se realizan a través del paquete iNEXT [
2.4 Valoración del potencial de aviturismo (PAV)
Implementando la metodología propuesta por [
La singularidad taxonómica se determina a partir de Data Zone de BirdLife International. La perceptibilidad del ave (Pe) la cual se obtiene con subparámetros correspondientes a la ecuación propuesta (3) y descrita de forma detallada por [
Donde Pa es el periodo de actividad, Cm corresponde al colorido y mimetismo de la especie, T es el tamaño físico de la especie, Pac es la perceptibilidad acústica de la especie, C cuantifica la conducta, Pi son señales como plumaje y huellas, y Gt grado de tolerancia el cual se refiere a la distancia que pueda tener el observador con la especie.
Para el cálculo del Potencial de Aviturismo (PAV), se obtiene inicialmente el Valor Estético de las especies usando una encuesta ejecutada a 30 expertos quienes cuantifican su percepción acerca del color y la forma de cada una de las 77 especies registradas en la zona de estudio (ver encuesta en material suplementario). Aquí, para obtener la percepción de los expertos, se usan láminas a color de las especies de aves, y se solicita a cada encuestado asignar un valor de cero (0) a tres (3) donde cero corresponde al valor menos llamativo y tres al más llamativo. La valoración individual registrada se promedia para obtener la ponderación como resultado final de cada especie.
En los fragmentos de bosque andino analizados en el área de interés durante el periodo de observación descrito, se identificaron 541 individuos de aves, pertenecientes a 77 especies. Estas especies fueron identificadas por un profesional con más de 15 años de experiencia en la observación de aves, experiencia certificada en caracterizaciones y anillamiento de aves para determinar impactos ambientales, así como también en proyectos de identificación de aves a través de sus cantos. Las especies fueron agrupadas 24 familias y 68 géneros, según la clasificación detallada en la guía de aves (material suplementario) halladas en la zona de estudio. En el momento del estudio, no se reportaron especies migratorias dado que los muestreos se realizaron entre el mes de julio y agosto del 2021, época en la cual no hay presencia de aves migratorias.
La distribución de porcentual de especies identificadas y clasificadas en las familias se puede observar en la Figura 2. Se evidencia que las tres familias de aves con el mayor número de especies registradas corresponden a Trochilidae de los colibríes con un 15.3 %, seguida por la familia Thraupidae de las tángaras con un 13.3 %, y, por último, en este grupo de familias identificadas como las más frecuentes se encuentra la Furnariidae de los trepatroncos y hojarasqueros con un 10.4 %. Estos resultados muestran que las familias con más individuos encontrados en la zona son aquellas que tienen mayor riqueza de especies en Colombia [
Los valores asociados a la probabilidad de observar una especie, abundancia y riqueza observada, en cada uno de los fragmentos de bosque andino analizados se presentan en la Tabla 1. Notamos que el fragmento 3 es el que presenta mayor abundancia y riqueza de especie observada con valores de 129 y 50, respectivamente. Sin embargo, el fragmento 1 es el que presenta mayor probabilidad de observar una especie.
Fragmento | Abundancia | Riqueza | Probabilidad |
Fragmento 1 | 112 | 38 | 0.8849 |
Fragmento 2 | 104 | 44 | 0.8480 |
Fragmento 3 | 129 | 50 | 0.8466 |
Fragmento 4 | 95 | 34 | 0.8434 |
Fragmento 5 | 101 | 38 | 0.8833 |
En la Figura 3, se observa el comportamiento de las estimaciones de los números de Hill ( a través de las curvas de acumulación enrarecidas y extrapoladas por fragmentos, permitiendo evidenciar las diferencias en la diversidad de las especies, a lo largo de la acumulación de individuos observados [
La Tabla 2 muestra los valores para los índices de diversidad de Hill (q=0,q→1, q=2), la diversidad observada y estimada por fragmentos de bosque andino con los respectivos cálculos del error estándar y de sus intervalos de confianza al 95 % (LCL, UCL), observando un error estándar muy alto para en casi todos los casos, por lo que no usaremos este índice para comparar entre fragmentos. Por su parte, observamos (valores resaltados al interior de la tabla) para el fragmento 3, con una confianza del 95 % la diversidad de Shannon q→1 se encuentra entre 43.4 y 59.1, con una diversidad puntual estimada de 51.2 y un error estándar de 4.0, siendo este fragmento el que presenta, en promedio, mayor diversidad de especies de aves según los índices calculados.
Fragmento | q | Obs | Est | EE | LCI | LCS |
Fragmento 1 | q=0 | 38.000 | 51.958 | 10.314 | 41.828 | 88.892 |
q →1 | 29.673 | 38.201 | 3.827 | 30.699 | 45.702 | |
q =2 | 24.216 | 30.621 | 3.813 | 24.216 | 38.095 | |
Fragmento 2 | q=0 | 44.000 | 56.677 | 8.302 | 47.931 | 84.881 |
q →1 | 37.256 | 50.530 | 4.214 | 42.271 | 58.789 | |
q =2 | 32.383 | 46.574 | 4.516 | 37.723 | 55.425 | |
Fragmento 3 | q=0 | 50.000 | 64.175 | 8.289 | 54.896 | 91.037 |
q →1 | 38.661 | 51.223 | 4.013 | 43.358 | 59.088 | |
q=2 | 31.221 | 40.871 | 4.367 | 32.313 | 49.430 | |
Fragmento 4 | q=0 | 34.000 | 52.553 | 12.950 | 39.397 | 97.779 |
q →1 | 24.819 | 33.489 | 3.837 | 25.968 | 41.009 | |
q=2 | 19.080 | 23.624 | 3.371 | 19.080 | 30.231 | |
Fragmento 5 | q=0 | 38.000 | 44.481 | 4.929 | 39.724 | 62.363 |
q →1 | 29.567 | 37.800 | 3.284 | 31.364 | 44.236 | |
q=2 | 22.322 | 28.371 | 3.962 | 22.322 | 36.136 |
Tomado como referencia los puntos de muestreo, podemos observar que, en promedio e independiente del fragmento muestreado, el punto 2 es el que posee mayor riqueza de especies, con una riqueza estimada de 59 y una probabilidad de observar una especie de 0.8667 (ver Tabla 3). Note que este resultado va de la mano con lo expuesto por [
Puntos de muestreo | Abundancia | Riqueza | SC |
Punto 1 | 204 | 52 | 0.9220 |
Punto 2 | 164 | 59 | 0.8667 |
Punto 3 | 173 | 52 | 0.9025 |
La Tabla 4 contiene los índices de diversidad para cada punto de conteo, los valores de riqueza y diversidad de especies tanto observada como estimada, y los respectivos cálculos del error estándar e intervalos de confianza al 95 % (LCL, UCL). Sin considerar , dado que tiene un error estándar muy alto, vemos nuevamente el punto 2 con mayor índice de riqueza de especies (ver valores resaltados). Así, con una confianza del 95 % podemos afirmar que el índice de diversidad de Shannon para el punto 2 está entre 49.6 y 67.8, con una diversidad estimada de 58.7 y un error estándar de 4.6. Se chequea además si existe diferencias entre la abundancia y diversidad de especies estimada respecto a la jornada horaria. Es así como se implementa la prueba de Wilcoxon para los números de Hill q=0 y q=2 usando un nivel de significancia de 0.005 para las pruebas. Observamos que para q→1, el estadístico de prueba W = 40061 y p-value = 0.01015, por lo que no se rechaza la hipótesis de que la distribución de la diversidad y abundancia de especies por jornadas difieren respecto a un parámetro de localización, es decir, no hay una diferencia significativa en el número medio de especies observadas por franjas horarias. De forma similar se concluye usando q=2 (W = 38158 y p-value = 0.1373).
Punto de muestreo | q | Obs | Est | EE | LCL | UCL |
Punto 1 | q=0 | 52.000 | 64.737 | 8.338 | 55.951 | 93.058 |
q →1 | 36.494 | 43.478 | 3.255 | 37.097 | 49.858 | |
q=2 | 27.744 | 31.954 | 2.880 | 27.744 | 37.599 | |
Punto 2 | q=0 | 59.000 | 80.866 | 12.339 | 66.802 | 120.281 |
q →1 | 44.674 | 58.700 | 4.630 | 49.625 | 67.775 | |
q=2 | 33.874 | 42.432 | 4.813 | 33.874 | 51.865 | |
Punto 3 | q=0 | 52.000 | 63.972 | 7.592 | 55.831 | 89.415 |
q →1 | 37.500 | 46.084 | 3.085 | 40.038 | 52.131 | |
q=2 | 28.917 | 34.520 | 2.988 | 28.917 | 40.376 |
Con el interés de determinar si existe algún tipo de asociación entre las variables del paisaje distancia al poblado y distancia al agua desde el punto 1 de observación, y los índices de diversidad, se calcula la correlación de Pearson entre estos. Se encuentra que el índice de riqueza de especies observado y esperado (q=0) está correlacionado negativamente con la distancia al agua en -0.688 y -0.284, respectivamente. De igual forma, el índice de diversidad de especies de Shannon observado y esperado (q→1) está correlacionado negativamente con la distancia al agua en -0.823 y -0.780 respectivamente. Además, el índice de diversidad e Simpson (q→2) observado y esperado está correlacionado negativamente con la distancia al agua en -0.835 y -0.833, respectivamente. Por lo anterior, podemos decir que a medida que los fragmentos se encontraban más cerca de cuerpos de agua se observa un aumento en los índices de diversidad de las especies de aves. Esto permite resaltar la importancia de implementar corredores de conectividad a través de cuerpos de agua en la zona de estudio, para que las especies puedan tener una mejor movilidad o flujo entre fragmentos del bosque andino.
Los cálculos obtenidos para cada especie respecto al PAV se encuentran dispuestos como material suplementario . De los resultados obtenidos, la mayor valoración está dada para El Tucán de Montaña Andigena nigrirostris, con PAV=35.60, mientras que la menor valoración, está dado para Víreo de Corona Parda, Vireo leucophrys con PAV=14.85.
En general, entre especies de aves caracterizadas y asociadas a los fragmentos de bosque andino, encontramos que las de mayor potencial para prácticas de aviturismo son aquellas que combinan colores vistosos, y, por el contrario, las de colores opacos tienen menor valoración.
Los estimadores de diversidad y abundancia de especies obtenidos a través de los números de Hill muestran que los fragmentos estudiados poseen índices con valores entre medios y altos, destacándose el fragmento 3 como el que tiene mayor abundancia. Además, se observa que el mejor punto de observación es aquel que se encuentra a 50 metros del borde de este fragmento. Nótese que la abundancia y diversidad de especies estimada no difieren estadísticamente respecto a la franja horaria que se escoja para el avistamiento. No obstante, es importante tener en cuenta que para el desarrollo de esta actividad en la zona se recomienda seguir el protocolo de espera de un tiempo determinado antes de iniciar la observación para evitar generar impactos negativos por la presencia del observador.
Con base en los valores de PAV calculados, podemos concluir que en la zona de estudio del municipio de Belmira hay características potencialmente aprovechables para el desarrollo de actividades de aviturismo. De las 77 especies registradas, 23 poseen un PAV superior a 24 puntos, lo cual representa un área latente para el aprovechamiento social y económico de la región. Además, se observaron 32 especies adicionales con un PAV entre 20 y 24, comprendiendo un rango medio de potencial de aviturismo. Entre este grupo de especies con puntajes altos de potencial de aviturismo, destaca el Tucán de Montaña Andigena nigrirostris, con un PAV de 35.60.
Dada la correlación negativa existente entre la distancia a los cuerpos de agua y los índices de abundancia y diversidad de Hill, podemos concluir que la cercanía a los centros de agua tiende a incrementar el número de aves en un punto determinado. Por lo tanto, es importante promover la implementación de corredores de conectividad con cuerpos de agua en la zona de estudio con el fin de incrementar el flujo de aves entre los fragmentos estudiados.
La metodología propuesta para estimar la diversidad y abundancia de aves incentiva la posibilidad de desarrollar turismo de aves, y facilita la creación de proyectos ambientales con criterios y fomenta políticas de conservación a partir de la clasificación y valoración de las especies de aves que impacta de forma benéfica a la población en general.
Los autores expresan su sincero agradecimiento al Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) por su apoyo a través del proyecto P20244. Extendemos nuestro sincero agradecimiento a Jose Luis González Montañez por su apoyo en la creación de imágenes para este estudio.
Se declara que no existe ningún conflicto de intereses económicos, profesionales o personales que puedan influir de forma inapropiada en los resultados obtenidos en este artículo.
La contribución de los autores se describe como sigue: conceptualización, Carlos Barrera-Causil y Edwar Guarín Galeano; recolección de datos y trabajo de campo, Edwar Guarín Galeano y Paula Salazar Moncada; análisis y organización de datos, Carlos Barrera-Causil y Jessica María Rojas; adquisición de fondos, Carlos Barrera-Causil; investigación, Carlos Barrera-Causil y Edwar Guarín Galeano; metodología, Carlos Barrera-Causil y Edwar Guarín Galeano; administración y supervisión del proyecto, Carlos Barrera-Causil; redacción del borrador original, Paula Salazar Moncada y Carlos Barrera-Causil. Todos los autores han leído y acordado la versión publicada del manuscrito.