Descrição de Comunidades Biológicas com base em dois métodos de amostragem -

Atividade 2.1 -

Parte 1: riqueza das comunidades em cada um dos métodos -

#script para o número de espécies coletadas em cada amostra no método dos quadrantes -
specnumber(t(base_q)) 
##  q1  q2  q3  q4  q5  q6  q7  q8  q9 q10 
##   1   1   3   5   3   1   3   2   2   4
#script para o número total de espécies coeltadas pelo método dos quadrantes -
base_q %>%
    rownames_to_column("species") %>%
    mutate(abe_spe = rowSums(base_q)) %>%
    filter(abe_spe > 0) %>%
    count()
##   n
## 1 6
#script para o número de espécies coletadas em cada amostra no método dos transectos -
specnumber(t(base_t))
##  t1  t2  t3  t4  t5  t6  t7  t8  t9 t10 
##   2   3   4   2   2   1   2   1   2   2
#script para o número total de espécies coeltadas pelo método dos transectos -
base_t %>%
    rownames_to_column("species") %>%
    mutate(abe_spe = rowSums(base_t)) %>%
    filter(abe_spe > 0) %>%
    count()
##   n
## 1 7

Curvas de acumulação de espécies -

#Script e plot da curva de acumulação de espécies amostradas pelo método dos quadrantes -

curvadeacum <-specaccum(t(base_q))
plot(curvadeacum, ci.type="poly", col="blue", lwd=2, ci.lty=0, ci.col="lightgray", main = "Quadrant Method", xlab = "Samples", ylab = "species")

#Script e plot da curva de acumulação de espécies amostradas pelo método dos transectos -

curvadeacum <-specaccum(t(base_t))
plot(curvadeacum, ci.type="poly", col="red", lwd=2, ci.lty=0, ci.col="lightgreen", main = "Transect method", xlab = "Samples", ylab = "Species")

Estimadores de riqueza -

#Scripts para estimadores de riqueza -
#Método dos quadrantes:
specpool(base_q)
##     Species   chao  chao.se jack1 jack1.se    jack2     boot  boot.se  n
## All      10 12.025 3.089144  12.7 2.056696 13.67778 11.35255 1.588261 10
#Método dos transectos:
specpool(base_t)
##     Species chao   chao.se jack1 jack1.se    jack2    boot  boot.se  n
## All      10 10.3 0.7035624  11.8 1.272792 9.133333 11.3759 1.480355 10

Resultados e comentários da parte 1:

Os dois métodos avaliados foram semelhantes em alguns aspectos. O número de espécies por unidade amostral foi maior em média no método dos quadrantes, 2,5, do que no método dos transectos, 2,1. Entretanto o método dos transectos foi capaz de amostrar 7 espécies distintas ao todo, enquanto que o método dos quadrantes amostrou 6 espécies.

A principal diferença entre os dois métodos utilizados pode ser observada nos gráficos de acumulação de espécies onde, para o método dos quadrantes, tanto a curva parece atingir uma assíntota sugerindo uma estabilização no número de espécies amostradas por este método mesmo que o número de coletas seja aumentado. Por outro lado, no método dos transectos, a curva não parece atingir uma assíntota, ou seja, há uma pressuposição de que caso o esforço amostral seja aumentado o número de espécies encontradas por esta forma de coleta tende a crescer. Essa diferença nos resultados indica que o método dos transectos é mais adequeado para coletar as espécies envolvidas na avaliação.

Esta última afirmação também é corroborada pelos estimadores de riqueza utilizados (chao 1, jackknife 1 e o bootstrap) já que, todos eles se aproximam mais do número real de espécies, que neste caso é conhecida, quando o método dos transectos é avaliado e, da mesma forma, o erro associado dos estimadores é menor para o método dos transectos do que para o método dos quadrantes. Desta forma, há uma maior probabiliodade desde método amostrar.

Parte 2: Abundância -

#Scripts para o número de indíviduos coletados por espécie em cada um dos métodos utilizados -
#Método dos quadrantes -
rowSums(base_q)
##      arroz_c      arroz_e        milho      ervilha feijao_preto    carioca_c 
##           30           17            0            2            0            2 
##    carioca_e    mac_paraf     mac_tubo    mac_espag 
##           12            0            0           14
#Método dos transectos - 
rowSums(base_t)
##      arroz_c      arroz_e        milho      ervilha feijao_preto    carioca_c 
##           28           12            0            1            6            3 
##    carioca_e    mac_paraf     mac_tubo    mac_espag 
##            0            1            0           30
#Script para o número de indivíduos coletados por amostra em cada um dos métodos utilizados -
#Método dos quadrantes -
colSums(base_q)
##  q1  q2  q3  q4  q5  q6  q7  q8  q9 q10 
##   1   1   9  13   4   4  13   5   7  20
#Método dos transectos - 
colSums(base_t)
##  t1  t2  t3  t4  t5  t6  t7  t8  t9 t10 
##  19  18  20   7   4   2   3   2   2   4
#Gráfico de comparação entre as abundências -

#Script para o gráfico de abundância do método dos quadrantes:

base_q %>%
rownames_to_column("species") %>%
mutate(abundance=rowSums(base_q)) %>%
filter(abundance > 0) %>%
arrange(desc(abundance)) %>%
mutate(species=factor(species, level = species)) %>%
ggplot(aes(x=species, y=abundance))+geom_line(group = 2)+geom_point(size = 2)-> graf_abund_q

#Script para o gráfico de abundância do método dos transectos:

base_t %>%
rownames_to_column("species") %>%
mutate(abundance=rowSums(base_t)) %>%
filter(abundance > 0) %>%
arrange(desc(abundance)) %>%
mutate(species=factor(species, level = species)) %>%
ggplot(aes(x=species, y=abundance))+geom_line(group = 2)+geom_point(size = 2)-> graf_abund_t

#Script para o plot comparando os dois gráficos:

plot_grid(graf_abund_q, graf_abund_t, labels = c ("Quadrant", "Transects"))

Resultados e comentários da parte 2:

A abundância de indíviduos em uma comunidade pode ser um indicativo importante de sua saúde ou de suas características.

Nos dois métodos avaliados o número de indivíduos foi amostrados foi semelhante, 77 para o método dos quadrantes e 81 indivíduos coletados no método dos transectos.

As espécies mais abundantes foram praticamente as mesmas em ambos os métodos, sendo elas: arroz_c(m = 29), mac_spag (m = 22) e arroz_e (m = 14,5), respectivamente. A principal diferença parece ser na amostragem da espécie carioca_e, que foi observada 12 vezes pelo método dos quadrantes e nenhuma vez pelo método dos transectos. As demais espécies parecem ser raras. A diferença quanto a amostragem da espécie carioca_e pode se dar ao fato de que esta ocorra em um lugar muito específico da região.

Outra diferença pode ser observada na comparação dos gráficos de abundância onde, a curva que segue a distribuição dos pontos é mais horizontalizada, indicando uma melhor distribuição entre os indivíduos de cada espécie amostrada por este método muito embora essa afirmação seja de difícil sustentação na vida real dado o baixo esforço amostral utilizado na atividade.

Parte 3: índices de diversidade: Shannon e Simpson -

#Scripts para os índice de Shannon e Simpson em cada um dos métodos utilizados -
#Método dos quadrantes:
#Shannon:
diversity(colSums(base_q), index = "shannon")
## [1] 2.017347
#Simpson:
diversity(colSums(base_q), index = "simpson")
## [1] 0.8436499
#Método dos transectos:
#Shannon:
diversity(colSums(base_t), index = "shannon")
## [1] 1.92467
#Simpson:
diversity(colSums(base_t), index = "simpson")
## [1] 0.8190825

Resultados e comentários da parte 3:

Ambos os índices de apontam para uma maior diversidade na coleta realizada pelo método dos quadrantes.