1.7: Poner a trabajar el monitoreo sobre el terreno

Para monitorear con precisión los cambios en hábitat y poblaciones, los programas de monitoreo a largo plazo deben utilizar un esquema de muestreo repetible. Hacer inferencias sobre una población a partir de una muestra tomada a lo largo del tiempo depende de la capacidad de un plan de monitoreo para guiar al personal a volver a muestrear y volver a visitar el mismo conjunto de unidades de muestra (a menudo puntos o parcelas) de un período de tiempo al siguiente de manera estandarizada. Por lo tanto, la documentación de las unidades de muestra en toda el área de estudio y los detalles para replicar las técnicas de muestreo Es de vital importancia que haya documentación y almacenamiento adecuados de las ubicaciones del sitio y todas las notas pertinentes al esquema de muestreo para garantizar el éxito a largo plazo y repetible de los planes de monitoreo. En este capítulo describimos los pasos que se deben considerar al establecer un esquema de monitoreo para asegurar que se implemente de manera consistente a lo largo del tiempo.

Creación de un esquema de muestreo estandarizado

Selección de unidades de muestreo

Los planes de monitoreo deben identificar claramente los métodos necesarios para que los biólogos traduzcan el diseño conceptual del muestreo en prácticas de campo que puedan implementarse incluso en condiciones desafiantes. Deben describirse en detalle los métodos para seleccionar aleatoriamente las localizaciones u organismos individuales a incluir en la muestra. Deben identificarse criterios o reglas para establecer límites del área de muestreo (extensión) para que coincidan con la escala espacial especificada en la sección de planeación y diseño. También se deben describir los procedimientos para estratificar el esfuerzo de muestreo o excluir ciertas regiones (por ejemplo, áreas que no son hábitat para especies de interés) dentro del marco de muestreo si estos pasos son requeridos por el diseño.

Tamaño y forma de las unidades de muestreo

El tamaño y la forma de las unidades de muestreo tienen implicaciones logísticas y estadísticas. El conteo de plantas individuales en parcelas delineadas por un marco de muestreo fue uno de los primeros enfoques utilizados por los ecologistas para estimar la frecuencia o densidad de las poblaciones de plantas. La técnica también puede ser utilizada para animales sedentarios (por ejemplo, moluscos, salamandras terrestres). Pero los investigadores se dieron cuenta que los datos de conteo obtenidos de las parcelas se ven afectados por el tamaño y la forma de la unidad de muestreo. El tamaño y la forma óptimos de una parcela diferirán según la especie, las condiciones ambientales y los objetivos del programa de monitoreo. Por lo general, la configuración óptima de la gráfica será aquella que proporcione la mayor precisión estadística (es decir, el error estándar más bajo) para un área determinada muestreada. Varios investigadores han desarrollado enfoques para determinar el tamaño y la forma de parcela más apropiados para un programa de monitoreo de población particular (por ejemplo, Hendricks 1956, Weigert 1962). Krebs (1989) proporciona una revisión útil de los métodos estandarizados de parcelas.

Sin embargo, hay muchos conceptos generales importantes a considerar a la hora de determinar el tamaño y la forma de la parcela. Las parcelas cuadradas, también conocidas como “cuadrantes”, y las parcelas circulares tienen relaciones límites:interiores más pequeñas en comparación con las formas rectangulares de igual área. Las parcelas que tienen una longitud exagerada a veces se denominan “transectos de tira” o “transectos de cinturón”. En algunas condiciones de muestreo, puede ser difícil para el topógrafo determinar si los organismos que ocurren cerca del límite de una parcela están “dentro” o “fuera” de la parcela y pueden resultar errores de conteo. En estas circunstancias, se prefieren las formas compactas del trazado. Las relaciones límite:interiores también disminuyen al aumentar el tamaño de la parcela, por lo que las parcelas más grandes aparentemente ofrecen otro enfoque para reducir los errores de conteo. Sin embargo, la naturaleza tediosa de contar organismos en una parcela grande bajo condiciones de campo difíciles también puede hacer que los topógrafos cometan errores. Los errores de conteo no son el único factor a considerar al determinar el tamaño y la forma de la parcela. En hábitats heterogéneos, los datos de conteo o abundancia recolectados en parcelas largas a menudo se ha encontrado que tienen menor varianza estadística entre parcelas que los datos de parcelas compactas de la misma área total (Krebs 1989).

Si bien la noción habitual de una parcela es un área delimitada por un marco o bandera, otras técnicas pueden ser utilizadas para contar organismos en un área determinada. El muestreo de transecto lineal y transecto puntual son métodos de trazado especializados en los que se realiza una búsqueda del organismo diana a lo largo de una franja estrecha que tiene un área conocida. Consulte el Capítulo 8 para una discusión más exhaustiva sobre la aplicación del muestreo transecto.
La abundancia poblacional también se puede estimar mediante una variedad de métodos de monitoreo “sin parcelas” que utilizan mediciones para describir el espaciamiento de los individuos en un área. Estas técnicas se basan en el supuesto de que el número de individuos en una población se puede determinar midiendo la distancia promedio entre individuos en la población o entre individuos y puntos seleccionados al azar. Los métodos de distancia se han utilizado comúnmente para estudios de vegetación, y se adaptan fácilmente a inventarios de plantas raras u otros organismos sésiles. El enfoque también puede ser útil para estudios poblacionales de especies animales más móviles mediante la obtención de estimaciones de abundancia de sus nidos, guaridas, sitios de descanso o montones de scat. En efecto, a veces la opción óptima al considerar el tamaño y la forma de tu parcela es no tener parcelas en absoluto! La recolección de datos para programas de monitoreo basados en métodos de distancia puede tener algunas ventajas prácticas sobre parcelas o transectos:

1. Los métodos de distancia no son susceptibles de contar errores que a menudo ocurren cerca de los límites de la parcela, por lo que pueden producir estimaciones de abundancia más precisas, y
2. El tiempo y esfuerzo para lograr una muestra adecuada de mediciones de distancia en un área a menudo es menor que el requerido para buscar cada organismo objetivo en una parcela, aumentando así la eficiencia del programa de monitoreo.

Las técnicas de campo varían dependiendo del método de distancia seleccionado para el programa de monitoreo. Todos los métodos de distancia emplean procedimientos de selección aleatoria para elegir puntos y cojinetes de brújula. Los requisitos de equipo son mínimos, generalmente solo se necesita una brújula, un señalizador y un dispositivo de medición adecuado a la escala de la población y área de monitoreo, pero aún se debe documentar una lista detallada de los equipos utilizados y las descripciones del protocolo para su uso. Cottam y Curtis (1956) recomendaron un mínimo de 20 mediciones para estimar la densidad o abundancia poblacional utilizando el Método de Cuartos Centrados en Puntos. Sin embargo, los planes de recolección de datos pueden ser relativamente complicados y es posible que sea necesario realizar cálculos del tamaño de la muestra en el campo. Para evitar que esto se traduzca en resultados sesgados, se recomienda un riguroso programa de capacitación para el personal que realiza el programa de monitoreo. Dos referencias útiles para diseñar inventarios basados en métodos de distancia son Seber (1982) y Bonham (1989).

Selección de sitios de muestra

Un diseño de muestreo adecuado asegura que las muestras tomadas por un plan de monitoreo sean representativas de la población en estudio, y que cualquier conclusión que se alcance pueda inferirse y extrapolarse a otras áreas y poblaciones. El objetivo del diseño de muestreo es maximizar la eficiencia proporcionando las mejores estimaciones estadísticas con la menor cantidad de varianza al menor costo (Krebs 1989). Los métodos de muestreo que se describen a continuación son tres de los métodos más populares para seleccionar sitios de muestreo al desarrollar planes de monitoreo.

Muestreo aleatorio simple

El muestreo aleatorio simple ocurre cuando se selecciona un subconjunto aleatorio de unidades de muestreo como muestras de una población de tal manera que cada unidad tiene las mismas posibilidades de ser elegida (Krebs 1989). Por ejemplo, se coloca un conjunto de puntos localizados aleatoriamente a lo largo de un área de estudio. En cada punto se recoge información sobre algún aspecto de las especies de interés, como su éxito reproductivo. Los datos recopilados de este conjunto de puntos generados aleatoriamente pueden considerarse representativos de la población dentro del área de estudio. Sin embargo, los usuarios a menudo necesitan grandes tamaños de muestra con este enfoque porque los esquemas de muestreo tienden a estar espacialmente desequilibrados, y no hay ningún intento de reducir el efecto de la variabilidad en las estimaciones (Fancy 2000). En consecuencia, el muestreo aleatorio simple generalmente no es apropiado para el monitoreo a gran escala porque es rentable.

Sin embargo, la aleatorización es esencial para reducir el sesgo y estimar los parámetros de una población. En los casos en que es importante tener un tamaño de muestra adecuado de un área limitada (por ejemplo, cuencas hidrográficas), las muestras se pueden distribuir usando una cuadrícula, diseño de celda o procedimiento de teselación (Stevens 1997). La mayoría de los análisis estadísticos asumen que las unidades de muestreo se recolectaron de manera aleatoria para reducir el sesgo y mantener la independencia entre las muestras (Krebs 1989). Aunque la independencia en entornos ecológicos es difícil de asegurar, la aleatorización es un aspecto importante de cualquier diseño de muestreo.

Muestreo sistemático

El muestreo sistemático permite un muestreo simple y uniforme a través de un área, y a menudo se realiza usando un procedimiento de transecto lineal o transecto de cinturón. Por ejemplo, los biólogos suelen utilizar recuentos de puntos a lo largo de transectos preestablecidos para determinar la ocupación aviar, densidad y composición de la comunidad en un tipo de hábitat. En este caso, el punto de partida del transecto debe ser aleatorio, y los recuentos de puntos se colocan a distancias iguales a lo largo de la longitud del transecto (Figura 7.1).

Figura 7.1. Esquema de muestreo sistemático utilizando un lugar de inicio aleatorio y brújula aleatoria para establecer un transecto con puntos de muestreo organizados sistemáticamente a lo largo del transecto.

Otro procedimiento común es el muestreo sistemático de área céntrica. El área de estudio se subdivide en cuadrados iguales y se toma una unidad de muestreo del centro de cada cuadrado (Krebs 1989). El muestreo sistemático proporciona una cobertura uniforme del área de estudio y es relativamente rentable. Sin embargo, si hay un gradiente ambiental (por ejemplo, un gradiente de humedad, caminos, cercas, etc.) que sucede que se alinea con la orientación de un transecto o rejilla, entonces las estimaciones de esta técnica pueden ser sesgadas. En general, el muestreo sistemático sigue siendo un método popular en los programas y estudios de monitoreo debido a su facilidad de implementación y eficiencia y es útil para el muestreo de datos ecológicos, pero los usuarios deben ser conscientes del potencial de sesgo en algunos entornos.

Muestreo aleatorio estratificado

El muestreo aleatorio estratificado es una técnica poderosa para recopilar datos ecológicos confiables. Este método consiste en separar a la población en subpoblaciones (estratos) que no se superponen y son representativas de toda una población (Krebs 1989). Los estratos se construyen con base en criterios como densidad poblacional, características del hábitat, calidad del hábitat, área de distribución o topografía. La decisión a menudo se toma utilizando el conocimiento previo de la situación de muestreo en diferentes áreas. En algunos casos, sin embargo, lo que constituye un estrato no es tan claro y puede ser necesario utilizar datos preliminares como base estadística para la delineación de estratos. Iachán (1985) discutió varios enfoques para decidir los límites de los estratos. Una vez delineados los estratos, cada estrato se muestrea por separado, y luego las muestras se eligen aleatoriamente dentro de los estratos. En 1967, Stewart y Kantrud (1972) estimaron poblaciones de aves reproductoras en Dakota del Norte dividiendo el estado en ocho estratos con base en características bióticas (Figura 7.2). Estas regiones bióticas fueron relativamente homogéneas y el número de unidades de muestreo en cada estrato fue proporcional al área de la región biótica. Las unidades de muestra se seleccionaron aleatoriamente de cada región. Este diseño resultó útil para otros proyectos en la misma área (Nelms et al. 1994). El muestreo aleatorio estratificado es favorecido en los estudios ecológicos por las siguientes razones (Cochran 1977):

1. Se pueden derivar estimaciones separadas para medias e intervalos de confianza para cada subpoblación, lo que permite realizar comparaciones entre estratos.
2. El costo por observación suele reducirse.
3. Si los estratos se eligen bien, entonces los intervalos de confianza pueden reducirse apreciablemente. Esto permite una mayor precisión y confianza en las estimaciones de parámetros para toda la población.
4. La estratificación puede ser administrativamente conveniente si diferentes unidades organizativas son responsables de diferentes partes del muestreo.

Figura 7.2. Regiones bióticas de Dakota del Norte y unidades de muestra de cuarto de sección aleatoria. Las líneas punteadas designan regiones bióticas (de Nelms et al. 1994).

Aunque la estratificación representa un excelente método de muestreo para muchos planes de monitoreo, los usuarios deben ser conscientes de algunos de los problemas inherentes a la creación de estratos. Recientemente, se ha sugerido que no se recomiendan diseños basados en la estratificación de áreas por “tipos de hábitat” derivados de mapas de vegetación (Fancy 2000). El razonamiento es que los límites del tipo de hábitat, especialmente los basados en la vegetación, pueden cambiar con el tiempo, y esto causará problemas para futuros muestreos ya que los estratos son clasificaciones permanentes. Un estrato es un área con el propósito de distribuir una muestra, y cualquier cambio sesgará el diseño del muestreo. Estos cambios en los límites de los estratos restringen la capacidad de los biólogos y gerentes para incluir nueva información en el marco de muestreo. En consecuencia, se considera más apropiado delinear áreas especiales de interés basadas en características físicas (por ejemplo, terreno, geología, suelo, topografía o ecorregiones). Sin embargo, muchos planes de monitoreo continúan basando la selección de estratos en los tipos de hábitat debido a su influencia en la abundancia y distribución de los animales.

Sin embargo, esto no significa que no podamos extraer lecciones de diseños de monitoreo pasados y actuales. Las agencias de monitoreo tienen diferentes filosofías sobre diseños y marcos de muestreo. El Servicio de Parques Nacionales aboga por diseños de muestreo que enfaticen áreas de especial interés, como los tipos de hábitat raros o en declive (Fancy 2000). En muchos de sus diseños de muestreo, áreas de especial interés se muestrean con frecuencias más altas utilizando ya sea estratificación o un enfoque general de definir las unidades dentro de las áreas de interés y variar sus probabilidades de selección (enfoque de probabilidad desigual). La cuadrícula base del programa de Inventario y Análisis Forestal del USDA se ubica aleatoriamente, y los usuarios pueden usar esta cuadrícula como medio de muestreo inicial. El Programa de Monitoreo de Anfibios de América del Norte utiliza un diseño de bloques aleatorios estratificados (Weir et al. 2005). En general, aunque muchos programas de monitoreo difieren en los detalles de su marco de muestreo, la mayoría enfatiza consideraciones críticas como el muestreo aleatorio, una cuadrícula o sistema que permita el muestreo inicial de todas las áreas y documentar limitaciones a sus diseños de muestreo.

Logística

La atención cuidadosa al personal, equipo y permisos que se requieren para el trabajo de campo es crucial. Conjuntos de datos incompletos, mediciones poco confiables y sobrecostos presupuestarios son las consecuencias comunes de los programas de monitoreo mal implementados. La falta de preparación de planes de seguridad adecuados para el trabajo de campo puede incluso poner en peligro el bienestar de la tripulación de la encuesta. Los siguientes son varios pasos que pueden ayudar a aumentar la viabilidad logística de un programa de monitoreo:

1. Garantizar la aplicación coherente del plan de vigilancia entre las distintas dependencias dentro de un organismo o entre los organismos que llevan a cabo programas coordinados de vigilancia
2. Mantener la credibilidad científica del proyecto mediante la estandarización de los materiales y métodos utilizados durante la recolección y análisis de datos, facilitando así la revisión independiente y replicación del programa de monitoreo, y
3. Apoyar el desarrollo de presupuestos anuales y planes de operación que los biólogos o contratistas deberán presentar para el programa de monitoreo a su supervisor de unidad.

Plan de seguridad

Se requiere que todas las organizaciones federales, estatales y la mayoría de la industria elaboren un plan de seguridad. Gochfeld et al. (2006) proporcionan un ejemplo de desarrollo de un Plan de Salud y Seguridad para el trabajo marino, pero las ideas y enfoques son fácilmente adaptables a otras circunstancias. Algunos programas de monitoreo biológico pueden involucrar procedimientos especiales para los peligros que afectan la seguridad y el bienestar del personal que normalmente no están cubiertos en los planes de seguridad estándar para organizaciones de recursos naturales. Los ejemplos incluyen:

1. Exposición a enfermedades transmitidas por animales (por ejemplo, rabia, hantavirus),
2. Riesgo de lesiones por el manejo de animales salvajes (por ejemplo, captura de grandes carnívoros),
3. Riesgo de lesiones por equipos o materiales especiales (por ejemplo, electroshocker), y
4. Actividades peligrosas (por ejemplo, escalada de árboles, espeleología).

El Centro Nacional de Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos proporciona fichas informativas sobre muchas enfermedades para las que los técnicos biológicos pueden estar en riesgo (NCID 2003). Se dispone de recursos similares para una serie de otras consideraciones de seguridad y deben buscarse cuando corresponda.

Recursos necesarios

El equipo adecuado y los suministros adecuados son esenciales para el funcionamiento de los programas de monitoreo. Por lo tanto, su plan de monitoreo debe incluir una lista de equipos y suministros necesarios para su implementación. La lista debe proporcionar una descripción detallada (incluyendo el fabricante y el número de modelo para permitir reemplazos futuros), especificaciones funcionales mínimas y proveedores de instrumentos y materiales especializados utilizados en la recopilación y análisis de datos. También debe describirse cualquier laboratorio especializado o instalaciones de almacenamiento que se requieran. Los biólogos encargados de implementar programas de monitoreo deben incluir una lista de verificación de los equipos y suministros necesarios para el trabajo de campo en los planes de operación y para inspeccionar a las tripulaciones. Los desarrolladores de planes de monitoreo también deben identificar paquetes de software especiales necesarios para realizar análisis de datos o procedimientos de laboratorio. Los datos recopilados por diferentes unidades dentro de una agencia que lleva a cabo el mismo programa pueden no ser comparables si los equipos y suministros son ampliamente inconsistentes. Los desarrolladores de planes de monitoreo pueden minimizar esta posibilidad asegurando la estandarización de los materiales del programa de monitoreo.

Permisos

La obtención de los permisos adecuados puede ser integral para la implementación o continuación de un programa de monitoreo. La mayoría de los estados requieren que los topógrafos posean permisos de recolección científica para estudios que involucran la extracción de plantas raras o la captura de vida silvestre nativa. La mayoría de los estudios de especies protegidas federalmente como aves migratorias, especies en peligro de extinción o especies CITES también requieren obtener permisos específicos del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos. Asimismo, se deben adquirir permisos para utilizar sustancias o materiales controlados como los tipos de trampas prohibidas (trampas para las piernas en algunos estados), y ciertos agentes inmovilizantes (por ejemplo, ketamina) y las jeringas, pistolas de dardos u otro equipo utilizado para administrar los agentes. Al usar transmisores de radio, las frecuencias aprobadas deben usarse según las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones. Siempre que el monitoreo se realice en terrenos privados, el permiso por escrito que permita la entrada debe ser adquirido del terrateniente. La falta de permiso de un terrateniente puede llevar a abandonar una parcela del esquema de muestreo, además de crear mala voluntad hacia el personal involucrado en el muestreo de campo. Se debe desarrollar una técnica de reemplazo que asegure la aleatorización de las ubicaciones de las parcelas. Por ejemplo, si se desarrolla una lista de ubicaciones de parcelas aleatorias y se rechaza el permiso para una de las ubicaciones de parcela seleccionadas, entonces se debe seleccionar la siguiente parcela aleatoria en la lista para ese estrato. Sin embargo, si las razones para denegar los derechos de acceso están de alguna manera relacionadas con las especies de interés (un terrateniente no quiere que sepas que la especie se encuentra en su tierra) entonces existe la posibilidad de que el sesgo se cole en tu muestra.

Ética del Estudio Biológico

Si el monitoreo se realiza en conjunto con una Universidad entonces el plan de monitoreo deberá ser aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso Animal (IACUC). Tener un proceso de aprobación IACUC bien documentado es requerido por las universidades pero también debe ser utilizado en otras organizaciones también. Las técnicas de captura, marcaje y observación pueden hacer que los animales sujetos experimenten dolor, lesiones permanentes y aumento de las tasas de mortalidad. De hecho, algunos inventarios de animales y estudios de monitoreo dependen de trampas letales para la recolección de especímenes de vales o datos de población. La justificación de dichos estudios debe equilibrar los beneficios del conocimiento a adquirir con el bienestar de animales individuales y poblaciones sometidas a métodos de estudio. La mayoría de las sociedades profesionales de vida silvestre, pesquerías y zoológicos han adoptado pautas para ayudar a los biólogos de campo a minimizar los impactos adversos en animales y poblaciones individuales (por ejemplo, American Society of Mammalogists 1998; AFS, ASIH y AIFRE 1987; Gaunt et al. 1997). Los supervisores y el personal de campo deben recibir capacitación en uso animal (requerido por la mayoría de los científicos universitarios) y también familiarizarse con los estándares para el uso de animales en estudios de campo. En la mayoría de los casos, los investigadores deben haber explorado opciones alternativas a la captura y manejo de animales y estar preparados para justificar cualquier propuesta de captura, contención, daño o matanza y animal. El plan de monitoreo debe garantizar que los métodos utilizados consideren explícitamente estas normas.

Especímenes de cupón

Las técnicas para la preparación de plantas prensadas para archivo en un herbario, o preparación de pieles de animales y cráneos para archivo en un museo se proporcionan en Anderson (1965) y Carter et al. (2007). Se deben describir los métodos utilizados para manipular, preparar y almacenar especímenes vegetales o animales recolectados en campo. Si se requieren análisis de laboratorio para el plan de monitoreo, se deberá identificar la instalación donde se realizarán los análisis junto con los métodos de envío adecuados. También debe identificarse la colección de museo o universidad que en última instancia albergará especímenes de vales. La falta de tales consideraciones puede fragmentar físicamente los datos y presentar obstáculos para futuros análisis de especímenes (por ejemplo, análisis genéticos posteriores).

Horario y Plan de Coordinación

El horario de muestreo diario, semanal, mensual y anual debe estar bien documentado para asegurar la consistencia sobre la tenencia del plan de monitoreo. Este cronograma debe incluir las principales actividades logísticas, la recolección de datos y los períodos de trabajo de campo, y el momento de los procedimientos analíticos Esto facilitará la estimación de los plazos de presentación de informes. Es particularmente crucial que el plan de monitoreo describa los factores que influyen en la temporada apropiada para realizar el trabajo de campo. Ejemplos de estos factores incluyen: condiciones climáticas o climáticas, latitud o elevación, y patrones de actividad animal como los relacionados con la reproducción. El plan también debe describir procedimientos que requieran coordinación con otros organismos y programas de monitoreo. Los ejemplos incluyen el establecimiento de monumentos de parcelas de monitoreo permanente, la determinación de frecuencias de radio que se utilizarán para monitorear la comunicación del programa y los acuerdos de contratación. Asimismo, deben señalarse los plazos para adquirir los permisos necesarios.

Titulaciones para el Personal

Una de las consideraciones más importantes en la planeación de un programa de monitoreo es asegurar que la recolección de datos y los procedimientos analíticos sean realizados por personal capacitado bajo la supervisión de biólogos calificados. Las herramientas tecnológicas como los registradores electrónicos de datos mejoran la eficiencia de los técnicos de campo, pero estas herramientas no pueden compensar las deficiencias de personal inexperto o mal capacitado. El plan de monitoreo debe especificar las calificaciones y responsabilidades mínimas de los biólogos, líderes de tripulación y miembros de la tripulación involucrados en la realización del programa de monitoreo para garantizar la recolección de datos confiable y eficiente. Establecer calificaciones escritas para el personal es particularmente importante para los estudios de monitoreo plurianuales durante los cuales es probable que haya una cantidad significativa de rotación entre los participantes del programa de monitoreo.

Unidad Muestreo Marcado y Monumentos

Se debe considerar cuidadosamente la selección de métodos para marcar las unidades de muestreo e instalar monumentos en parcelas permanentes. Existen numerosos sistemas de marcado disponibles y la decisión final debe basarse en una evaluación de la vulnerabilidad de las unidades de muestreo al vandalismo y perturbación natural y las fortalezas y debilidades particulares de cada sistema.

Las banderas de plástico y las banderas de alfiler son económicas y adecuadas para marcar temporalmente. Sin embargo, el plástico se deteriora a la luz solar y puede atraer la navegación por ciervos o ganado. Muchos grandes propietarios reservan ciertos colores de bandera para tipos específicos de actividades de manejo; por lo tanto, las pautas de marcado deben revisarse antes de marcar los sitios de muestreo. La tubería de cloruro de polivinilo (PVC) y las estacas de madera son vulnerables al vandalismo y pueden perderse durante incendios forestales o inundaciones. Estos materiales deben usarse solo como marcadores a corto plazo (<1 año) y no deben usarse en absoluto cerca de lugares visitados frecuentemente por humanos o ganado.

La varilla de refuerzo de acero (barras de refuerzo) y los postes en T son materiales más duraderos para monumenting unidades de muestreo. Se les puede meter profundamente en el suelo para evitar que todos menos los vándalos más decididos los eliminen. Las barras de refuerzo de acero y los postes en T también se pueden reubicar con un detector de metales si están enterrados durante una inundación o actividades de manejo de tierras. Si no es probable que haya vandalismo en el sitio, los equipos de campo pueden usar pintura o señalización de alta visibilidad para hacer que los postes sean más detectables por los equipos de campo. La barra de refuerzo puede equiparse con una tapa de plástico disponible comercialmente o doblarse en un bucle si el extremo sobresaliente presenta un peligro para el ganado o los humanos. Los taladros eléctricos o manuales de roca o mampostería (disponibles en minoristas de equipos de escalada en roca o proveedores de mampostería) se pueden usar para insertar un marcador atornillado en el sustrato de roca cuando el lecho rocoso o las rocas impiden el uso de postes o estacas.

Los árboles se pueden marcar con un anillo de pintura para indicar un punto de muestreo o como ayuda para reubicar un árbol de muestra individual. Se requerirá re-pintura periódica en sitios de monitoreo a largo plazo. Al igual que con las marcas de plástico, las pautas de marcado de árboles varían según el propietario y serán inapropiadas en algunos sitios. A los árboles se les puede proporcionar un identificador único sujetando dos etiquetas numeradas (disponibles en las empresas de suministro forestal) al tronco; una a la altura del pecho (1.5 m, 4.5 pies) y otra en la base del árbol. Las etiquetas deben sujetarse con un clavo de aluminio para evitar la oxidación y la pérdida de la etiqueta. Se deben usar dos etiquetas en caso de que se cosecha el árbol, entonces la etiqueta basal permanecerá. Los clavos deben estar inclinados ligeramente hacia abajo y tener un mínimo de 3” del eje que sobresalga del árbol para evitar que el crecimiento del diámetro dañe la etiqueta. En las parcelas de inventario de árboles permanentes, las etiquetas de los árboles se clavan habitualmente en el aspecto del tronco que mira hacia el centro de la parcela.

Cualquiera que sea el tipo de marcadores visuales que se utilicen en el campo, las ubicaciones de las unidades de muestreo deben registrarse en un mapa topográfico y con distancias y cojinetes de brújula a puntos de referencia permanentes. Las ubicaciones se determinan típicamente usando sistemas de posicionamiento global (GPS), sistemas de información geográfica (SIG) y otros sistemas basados en computadora para el análisis, almacenamiento y recuperación de datos. El GPS es una herramienta valiosa para realizar estudios de campo y reubicar sitios de muestreo. Mediante el GPS, los usuarios pueden georeferenciar ubicaciones de sitios de muestra usando coordenadas de latitud, longitud o Mercator Transversal Universial (UTM). Junto con las ubicaciones GPS, las notas cuidadosas tomadas sobre la ubicación y la descripción de los sitios de muestra pueden ayudar en la reubicación en tiempos futuros. Estas notas deben ser reportadas de manera consistente y conservadas en los registros de las oficinas. Los detalles que deben registrarse para asegurar que las técnicas de muestreo puedan ser replicadas incluyen equipos utilizados, permisos obtenidos, cronograma de muestreo, etc. La gestión de datos y documentación sigue siendo un componente crítico de la supervisión del proyecto.

Pero no se debe suponer que la tripulación siempre podrá reubicar las unidades de muestreo utilizando un GPS. El terreno accidentado o la cubierta densa del dosel pueden impedir la recepción de la señal del satélite, o el GPS puede no funcionar una vez en el campo. En los sitios de monitoreo a largo plazo, se deben registrar referencias históricas para cada unidad de muestreo. Para encuestas a corto plazo y sitios donde las unidades de muestreo se colocan uniformemente a lo largo de un transecto o cuadrícula, las referencias de puntos de referencia solo necesitan registrarse en la primera unidad. Luego, la tripulación puede confiar en el mapa del sitio y las distancias de espaciado estandarizadas para navegar entre las unidades de muestreo en el sitio. Incluso esto puede llevar tiempo, especialmente si ha transcurrido suficiente tiempo entre muestras para permitir que la vegetación oscurezca los marcadores permanentes. Los mapas, las coordenadas UTM y las referencias de puntos de referencia para las ubicaciones de las unidades de muestreo deben incluirse como apéndice en el informe del proyecto.

Otras prácticas son útiles para mantener unidades de muestreo consistentes. Por ejemplo, se deben describir las dimensiones de parcelas, transectos u otras unidades de muestreo. Deben identificarse técnicas eficientes para posicionar y medir unidades de muestreo en condiciones de campo. También es útil proporcionar un diagrama o mapa para indicar el espaciado y la configuración de las unidades de muestreo. Para proyectos de monitoreo a largo plazo, se deben brindar recomendaciones para marcar y establecer monumentos que sean resistentes a disturbios naturales y vandalismo. Elzinga et al. (2001) proporcionaron una excelente revisión de tales técnicas.

Documentar planes de monitoreo de campo

Una descripción completa de los métodos de campo para el muestreo de la especie objetivo o elemento hábitat es particularmente importante. El plan de monitoreo debe abordar todos los siguientes temas relevantes para la población o elemento hábitat que se muestree:

1. Técnicas de observación o captura: incluir una descripción del equipo utilizado y la justificación del equipo elegido, señalando las ventajas y desventajas del método elegido en cuanto a la precisión y repetibilidad de la técnica. Los detalles sutiles de técnicas como las pautas para la colocación de trampas, los binoculares utilizados, el equipo de medición utilizado y las condiciones climáticas pueden ser muy útiles para reducir la variabilidad interanual en las estimaciones.
2. Momento del muestreo en términos de días, meses y años: explicar cómo el marco temporal del muestreo interactúa con los períodos de actividad, movimiento, crecimiento o reproducción de las especies de interés o cómo se asocia con la función del elemento hábitat de interés. Señalar las ventajas y desventajas del tiempo propuesto con respecto a la precisión y repetibilidad de estimar el índice de interés.
3. Duración del muestreo: incluir una explicación escrita de por qué y cómo el esfuerzo de muestreo es adecuado para desarrollar una estimación precisa a lo largo de un periodo de tiempo significativo para la población de interés. Considere proporcionar datos de la literatura o un estudio piloto que deje claro que el esfuerzo de muestreo adicional más allá de lo que se propone es poco probable que agregue información adicional (por ejemplo, curvas de detección de especies).
4. Frecuencia de muestreo: Documentar la periodicidad del muestreo que refleja la probabilidad de que el índice a la población o elemento hábitat sea lo más preciso posible y que se haya minimizado el sesgo debido al muestreo en momentos en que los individuos son más o menos detectables. Las ventajas y desventajas de la frecuencia de muestreo propuesta deben señalarse en relación con el logro de precisión y repetibilidad en el contexto de los cambios anuales e intergeneracionales en las poblaciones. Por ejemplo, las poblaciones altamente dinámicas pueden necesitar un muestreo más frecuente que las poblaciones que son relativamente estables y cambian lentamente con el tiempo.
5. Recogida de datos: Documentar exactamente cómo se van a recopilar los datos, incluida la referencia a los dígitos significativos con los que se registran los datos. Indique claramente el nivel taxonómico esperado, el grado de precisión de la medición y las técnicas específicas utilizadas para adquirir el dato.
6. Las técnicas de marcado de plantas o animales deben considerarse cuidadosamente. Cualquier técnica de marcado que introduzca sesgos en las estimaciones de supervivencia o reproducción puede llevar a una información de monitoreo altamente poco confiable, por lo que deben ser consideradas cuidadosamente. Se deben proporcionar referencias a los métodos de apoyo utilizados para muestrear y marcar plantas y animales. En el caso de los radiotransmisores, dejar claro que la masa del transmisor no debe exceder las pautas específicas proporcionadas en la literatura. Las bandas, las etiquetas auditivas, las etiquetas de transpondedor integrado pasivo (PIT) y otros marcadores no deben modificar indebidamente la movilidad del organismo, la supervivencia, el potencial reproductivo u otras funciones que puedan resultar en estimaciones poco confiables de los parámetros demográficos.
7. Se debe describir con precisión el uso de equipos y materiales. Es mejor proporcionar demasiados detalles que muy poco con respecto a cómo se debe usar, mantener y almacenar el equipo.

El plan de monitoreo debe recibir revisión por pares y ser probado minuciosamente antes de ser implementado.

Control de Calidad y Aseguramiento de Calidad

Las tareas de recolección de datos que son vulnerables al error del observador deben incluir tanto un programa de capacitación como un monitoreo de cumplimiento para garantizar que los datos se recopilen de la manera más precisa y precisa posible. Las pruebas de verificación de datos son muy recomendables. Por ejemplo, las reencuestas podrían ser realizadas por un examinador independiente sobre un subconjunto de unidades de muestreo para medir las tasas de error. Los planes de monitoreo también deben establecer criterios para niveles aceptables de error del observador y describir medidas correctivas cuando la precisión de los datos no es aceptable.

Áreas críticas para la estandarización

Los proyectos diseñados para identificar patrones de distribución o abundancia de la población en el espacio y el tiempo deben controlar los sesgos de medición y la variabilidad de los observadores que podrían confundir la interpretación del análisis de datos. Este proceso se denomina estandarización y consiste en aquellos aspectos del plan de monitoreo de recolección de datos destinados a asegurar que las observaciones y mediciones se realicen utilizando métodos idénticos y en las mismas condiciones en todas las unidades de muestreo incluidas en el programa de monitoreo. El objetivo principal de la estandarización es asegurarse de que las técnicas de campo empleadas no provoquen que las probabilidades de detección varíen entre las unidades de muestreo. La estandarización es particularmente crítica para monitorear planes que utilizan índices de abundancia relativa, es decir, recuentos de individuos por unidad de tiempo o esfuerzo. Si las técnicas sí influyen en las probabilidades de detección, entonces no se puede suponer que los recuentos u otras mediciones de campo representen con precisión la variación en el parámetro poblacional de interés (por ejemplo, tamaño de la población o densidad de población). Los procedimientos formales de estimación de parámetros (por ejemplo, modelos de probabilidad de visión) utilizan diferentes estudios piloto para permitir el análisis de probabilidades de detección de acuerdo con la clase de edad, hábitat, personal del programa de monitoreo y otros factores. Estas diferentes probabilidades de detección se incorporan luego al cálculo del estimador, en lugar de suponer que las probabilidades de detección son fijas. Los planes de monitoreo deben considerar los siguientes factores al identificar áreas críticas de estandarización.

Temporada y Elevación

La mayoría de las plantas que ocurren en climas templados muestran un patrón predecible de crecimiento, reproducción y senescencia en respuesta a las condiciones ambientales cambiantes a lo largo del año a lo largo de los gradientes de humedad y gradientes de elevación. Los animales también suelen exhibir periodicidad estacional en el uso del hábitat y patrones de comportamiento. Estas respuestas biológicas al ambiente influyen claramente en las probabilidades de detección en asociación con la ubicación, pero también pueden alterar fuertemente las probabilidades de detección a lo largo de diferentes meses del año. Las aves son un excelente ejemplo. Los transeúntes masculinos territoriales cantan regularmente al establecer un territorio y atraer a un compañero. Sin embargo, durante la incubación y después de la eclosión, el canto se cae y de hecho los adultos que se alimentan a los jóvenes no solo son tranquilos Y cuando los novatos emergen del nido entonces suelen llamar pero no cantan. Por lo tanto, el muestreo durante el inicio, medio y final del ciclo de anidación puede producir estimaciones de abundancia bastante diferentes. Por lo tanto, un plan de monitoreo debe especificar la estación apropiada para el muestreo. Si el plan de monitoreo está diseñado para ser aplicado en un amplio rango geográfico, debe indicar cómo van a variar los períodos de muestreo según la región, latitud o elevación.

Variabilidad diurna

Los patrones de actividad de especies de vida silvestre y peces a menudo cambian de manera relativamente predecible a lo largo del día de 24 horas Usando nuestro ejemplo de muestreo de aves, los machos cantan en los territorios de manera más agresiva temprano en la mañana y la actividad disminuye a medio día. Por otro lado, algunas técnicas de observación y captura son insensibles a los patrones de comportamiento diurnos porque se basan en una trampa u otro dispositivo que siempre está listo para capturar un animal o registrar una detección (por ejemplo, trampas de tornillo para peces migratorios, placas de rastreo para carnívoros de tamaño mediano). Sin embargo, muchas técnicas de campo están diseñadas hacia ciertos comportamientos objetivo que aumentan la detectabilidad de algunos individuos en una población o su vulnerabilidad a la captura en períodos particulares a lo largo del día. Los biólogos que desarrollen planes de monitoreo deben evaluar la importancia de los patrones de actividad diurna sobre las probabilidades de detección y, si es necesario, especificar la hora apropiada del día para tomar muestras de la población objetivo.

Los observadores de ropa usan mientras monitorean

El simple hecho de considerar la ropa que se usa durante el muestreo de campo puede tener un efecto en las observaciones de algunas especies. Estandarizar la apariencia y los comportamientos del campo puede ser bastante importante. Por ejemplo, al tomar muestras de aves reproductoras, el uso de rojo o naranja puede provocar que los colibríes se sientan atraídos por el observador, sesgando así las estimaciones de abundancia de esta especie. Usar ropa que se mezcle con el fondo en la medida de lo posible puede minimizar tales sesgos.

B udgets

Después de diseñar un programa de monitoreo, se debe hacer una solicitud de presupuesto para asegurar que el plan pueda implementarse tal como se diseñó. Normalmente esto se convierte en un proceso iterativo porque la solicitud presupuestaria de monitoreo para lograr un cierto poder estadístico para detectar una determinada tendencia a lo largo del tiempo puede exceder la capacidad de la organización financiadora. La incapacidad de obtener financiamiento adecuado para un programa de monitoreo a menudo resulta en concesiones al tamaño del efecto que se puede detectar reduciendo el tamaño de la muestra, o cambiando el nivel de confianza con el que se puede detectar una tendencia. El programa MONITOR (Gibbs y Ramírez de Arellano 2007) proporcionó una herramienta para evaluar los costos asociados a cada parcela de muestreo y, al mismo tiempo, estimar la potencia asociada a detectar una tendencia dado un cierto tamaño de muestra. De ahí que se puedan explorar las implicaciones de modificar el diseño en los niveles de financiamiento necesarios para apoyar el diseño antes de iniciar el programa de monitoreo. Si los fondos son tan limitantes que no proporcionan un nivel aceptable de potencia, entonces se pueden hacer cambios en las variables de respuesta, técnicas de muestreo u otros factores de diseño que permitan implementar una forma revisada del plan de monitoreo. En el peor de los casos, si el financiamiento simplemente no es suficiente para proporcionar un nivel aceptable de poder para detectar una tendencia, probablemente habrá que abandonar el programa de monitoreo.

La planificación presupuestaria a menudo se divide en dos componentes: costos fijos y costos variables. Los costos fijos son costos que no se ven afectados por la extensión del esfuerzo de monitoreo, y generalmente son aquellos asociados con equipos que se necesitan durante el primer año del programa, como vehículos, equipos de captura o grabación. Estos artículos son necesarios para comprar para iniciar el programa, pero pueden ser utilizados en años posteriores. Es importante estimar la vida útil de este equipo para que haya fondos para reemplazos ya que ciertas piezas dejan de funcionar adecuadamente.

Los costos variables son aquellos que varían con la intensidad del muestreo. Los gastos acumulados de personal (salarios, beneficios y costos indirectos) suelen ser la mayor parte del presupuesto y estos varían según el número de lugares de muestreo medidos. Además, es importante calcular el aumento de los costos de personal a lo largo del tiempo debido a las subidas y mayores costos asociados a los beneficios. Los suministros son artículos fungibles como cebo y señalizador que deben ser reemplazados cada año, por lo que también representan costos variables.

El mayor desafío para construir y solicitar un presupuesto para un programa de monitoreo es asegurar que los fondos estén disponibles en el período de tiempo necesario (generalmente cada año) a lo largo del tiempo. Dadas las fluctuaciones anuales en los presupuestos de las agencias, el simple hecho de tener el dinero asignado de manera consistente se vuelve problemático. La mayoría de las veces el líder del programa tendrá que hacer un argumento efectivo respecto a la importancia de la información durante cada ciclo presupuestal. Esto debería ser más fácil con el tiempo a medida que se resumen los resultados y el valor de los datos aumenta. Sin embargo, una decisión difícil relacionada para un líder de programa o una agencia es cuándo detener un programa de monitoreo. La tendencia es tratar de mantenerlo operativo el mayor tiempo posible, pero hay que empezar a preguntar cuál es el retorno de la inversión. Los programas de monitoreo que han estado en curso desde hace años o décadas pueden institucionalizarse y puede haber considerable resistencia para ponerles fin. Sin embargo, esto podría llegar a costa de tomar fondos de otros programas de monitoreo más críticos. Por lo tanto, es importante diseñar programas de monitoreo con puntos gatillo que se incluyan en el plan de monitoreo (por ejemplo, la población alcanza un cierto nivel de crecimiento durante cierto número de años) que indiquen claramente el punto de terminación del programa. Esto ayudará a facilitar el cese oportuno del monitoreo.

Resumen

La logística asociada a la implementación de un plan de monitoreo puede parecer abrumadora pero son integrales para garantizar que el plan se implemente correctamente y que los datos sean útiles. Adherirse a planes de monitoreo de muestreo aleatorio, puntos monumentales y usar diseños de parcelas consistentes de un período de tiempo al siguiente es crítico. Si la estratificación puede reducir la varianza en las estimaciones, entonces debería usarse, pero normalmente se debe evitar basar los estratos en las características vegetativas ya que la estructura y composición de la vegetación probablemente cambiarán con el tiempo. Las características geográficas o geológicas pueden ser estratos más útiles y consistentes.

Garantizar que se capacite al personal, y que se hayan adquirido los permisos estatales, federales e institucionales necesarios lleva un tiempo considerable. En los documentos de planeación se debe incluir cómo y cuándo se llevarán a cabo estas actividades. Cuando el muestreo ocurre en terrenos privados, se debe asignar tiempo para determinar la propiedad de la tierra y contactar a los propietarios de tierras para obtener derechos de acceso.

Deben elaborarse y seguirse planes de monitoreo para asegurar el tratamiento ético de los animales, y la estandarización en el tiempo, las técnicas y las ubicaciones. Se debe capacitar al personal para que siga estos planes de monitoreo lo más cerca posible a fin de reducir el error de muestreo.

Por último, una vez que se diseña el plan y se estiman los costos asociados a la logística del plan, se debe elaborar un presupuesto. Cuando surgen restricciones presupuestarias, entonces se deben tomar decisiones con respecto a las compensaciones entre la calidad de los datos, las variables de respuesta utilizadas y el poder estadístico para detectar una tendencia. Si estos análisis de compensación no se realizan antes de embarcarse en un programa de monitoreo, entonces el resultado final podría ser datos que simplemente son insuficientes para detectar una tendencia en la variable de respuesta deseada, y el financiamiento y monitoreo probablemente terminarán. Por otro lado, recopilar datos de manera consistente y estimar el poder adecuado para detectar tendencias tiene el potencial de crear un bucle de retroalimentación positiva en el que adquirir financiamiento para la continuación del programa se vuelve más fácil con el tiempo a medida que aumenta el valor de los datos. Incluir un punto detonante en el plan de monitoreo que dicte cuándo debe terminar el monitoreo es importante, sin embargo, para evitar que el programa de monitoreo se institucionalice y financie por su propio bien.

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