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La importancia del muestreo medioambiental
Las muestras y los datos del medio natural pueden utilizarse como pruebas para apoyar teorías científicas. El muestreo permite el análisis estadístico, que es clave para respaldar una hipótesis.
El muestreo medioambiental puede utilizarse para identificar especies raras o detectar microbios nocivos.
El muestreo medioambiental debe considerarse fiable. El informe de tu experimento deberá mostrar exactamente qué hiciste, dónde y cómo.
Tipos de muestreo medioambiental
Cuando se estudia un área medioambiental, a menudo se sabe muy poco sobre el lugar. Se pueden adoptar varios enfoques para el muestreo; a veces, se puede aplicar más de uno a la vez. Exploraremos tres métodos de muestreo medioambiental: aleatorio, sistemático y estratificado.
Muestreo aleatorio
Elmuestreo aleatorio se utiliza cuando todos los miembros de una población tienen las mismas probabilidades de ser incluidos, como las margaritas en un campo no controlado.
Es esencial asegurarse de que tus muestras sean imparciales. Esto puede hacerse utilizando un generador de números aleatorios para seleccionar los números o utilizando referencias de cuadrícula.
Supongamos que estás calculando cuántas margaritas hay en un campo. Realizas 20 mediciones de cuadrantes y multiplicas tus medias para que coincidan con la superficie total del campo. Al hacer las mediciones, te llama la atención una zona del campo con muchas margaritas. Decides hacer una medición allí. Esto es un muestreo sesgado .
El muestreo sesgado conduce a la sobrerrepresentación o infrarrepresentación de la variable y está mal visto en ciencia.
Muestreo sistemático
Elmuestreo sistemático se utiliza cuando el área de estudio incluye un gradiente ambiental, como un sistema de dunas. Los transectos son líneas situadas a lo largo del gradiente y se utilizan para realizar mediciones periódicas.
El muestreo sistemático muestra cómo cambia un ecosistema a lo largo de un gradiente.
Muestreo estratificado
Elmuestreo estratificado se utiliza cuando el área de la muestra puede subdividirse. Tras la división, se toman observaciones aleatorias proporcionales de cada subsección de la población.
Para poner esto en contexto, imagina que un campo tiene un 70% de cobertura de ray-grass y un 30% de cobertura de trébol. Para realizar un muestreo estratificado, toma el 70% de las muestras de las zonas de ray-grass y el resto de las zonas de trébol.
Técnicas de muestreo medioambiental
Antes de empezar esta sección, repasemos algunas medidas cuantitativas fundamentales.
Población de especies: conjunto de individuos de la misma especie que viven en una zona.
Riqueza de especies: número de especies diferentes presentes en un ecosistema.
Distribución de las especies: disposición espacial de una población
Biodiversidad: la variedad de vida en un ecosistema
Conocer estas medidas cuantitativas te ayudará a realizar un muestreo medioambiental eficaz.
Cuadrantes
Las cuadrículas se utilizan para evaluar lacobertura y la frecuencia de la vegetación en un lugar de estudio. Pueden utilizarse en muestreos aleatorios, sistemáticos y estratificados. Hay dos tipos: demarco y depunto.
Los cuadrantes pueden utilizarse para medir factores bióticos relacionados con el tamaño de la población, la riqueza de especies, la distribución de las especies y la biodiversidad.
Los factoresbióticos son cualquier organismo vivo que tenga un efecto sobre el ecosistema.
Al muestrear con un quadrat, es esencial conocer la distribución de las especies. Una distribución más dispersa requiere un tamaño de cuadrante mayor.
Para saber más sobre esto, ¡consulta nuestro artículo sobre Cuadrantes!
Transectos
Lostransectos son líneas trazadas sobre el terreno. El transecto puede ser continuo, en el que las observaciones se realizan constantemente, o interrumpido, en el que las mediciones se realizan a intervalos regulares. Los transectos se utilizan con frecuencia en los muestreos sistemáticos.
Listas de especies y la escala ACFOR
ACFOR significa: abundante, común, frecuente, ocasional y rara.
Las listas de especiesy la escala ACFOR pueden utilizarse para determinar la presencia y abundancia de distintas especies. Comprender la riqueza de especies y la biodiversidad es esencial.
Medición de los taxones animales en y sobre el suelo
Hay dos métodos principales para medir los invertebrados en el suelo: las trampas de caída y los embudos de Tüllgreen.
Las trampas de caída son pequeños recipientes que se hunden en el suelo para que caigan en ellos los invertebrados que corren o se arrastran.
Antes de instalar trampas de caída, es vital reconocer la distribución de las especies.
Los embudosTüllgreen se utilizan para extraer invertebrados de muestras de suelo en el laboratorio. La muestra se coloca en un embudo sobre un disco perforado, y todo el aparato se coloca bajo una bombilla eléctrica. El aumento de temperatura y el efecto de secado hacen que los invertebrados desciendan por el disco perforado hasta un recipiente colector situado debajo.
Cualquiera de los dos métodos puede emplearse para medir los factores bióticos relacionados con el tamaño de la población, la riqueza de especies, la distribución de las especies y la biodiversidad de los taxones animales en la superficie y el interior del suelo.
Medición de los taxones animales en las hojas
Los invertebrados que viven en las hojas pueden volar, por lo que deben recogerse con métodos diferentes.
Las redes de barrido son redes robustas que se utilizan para perturbar la vegetación no leñosa. La red se mueve en forma de ocho.
Lasbandejas de batido son sábanas blancas colocadas en el suelo bajo las ramas de la vegetación leñosa. Se utiliza un palo fuerte para sacudir las ramas y que los invertebrados caigan sobre la sábana.
Cualquiera de los dos métodos puede emplearse para medir factores bióticos relacionados con el tamaño de la población, la riqueza de especies, la distribución de las especies y la biodiversidad de taxones animales en el follaje y de invertebrados voladores.
Método de marcado, liberación y recaptura
Se tomanmuestras de invertebrados o pequeños mamíferos de la población, se cuentan y luego se marcan.
Posteriormente, setoma unasegunda muestra. Se registra el número total de individuos y el número total de individuos marcados.
El Índice de Lincoln es la ecuación utilizada para estimar el tamaño de la población.
El Índice de Lincoln es una fórmula utilizada para estimar el tamaño de las poblaciones animales a partir de dos conjuntos independientes de casos observados.
El método de marcado, liberación y recaptura parte de varios supuestos, como la mezcla aleatoria y la ausencia de migración.
Métodos de muestreo acuático
Lastécnicas de muestreo acuáticoincluyen el uso de una red de estanque. La red se utiliza para agitar el agua, desalojando a los invertebrados, y luego se termina con un movimiento de pala para recoger los animales en la red.
Si el lecho de la masa de agua es pedregoso o arenoso, puedes utilizar el "muestreo a patadas" , es decir perturbar ligeramente el lecho con el talón para desalojar organismos bentónicos, como almejas, ostras, gusanos, etc.
Los organismosbentónicos constituyen una compleja comunidad de habitantes de las profundidades marinas.
Losinvertebrados de mayor tamaño pueden recogerse con un muestreadorsurber (una red que se coloca sobre el agua). El muestreador se coloca corriente abajo, de modo que el agua que fluye dirige a los macroinvertebrados hacia una red colectora.
Los métodos basados en redes pueden evaluar la biodiversidad, la riqueza de especies y el tamaño de la población.
Losmedios de colonización son sustancias artificiales que se colocan en un hábitat acuático para evaluar la tasa de colonización por distintos organismos. Deben utilizarse diversos materiales para proporcionar superficies adicionales. El medio de colonización se coloca en el hábitat acuático y se evalúa periódicamente.
Este método puede utilizarse para determinar ladistribución de las especies y labiodiversidad .
Factores abióticos
Los factoresabióticos son componentes no vivos de los ecosistemas.
Los factores abióticos de un ecosistema pueden afectar a la biod iversidad y a la distribución de las especies. Muchas especies están adaptadas a determinadas condiciones abióticas y no pueden sobrevivir en otros lugares. Por tanto, medir los factores abióticos indica las condiciones de vida de los organismos del hábitat.
Los factores abióticos incluyen la temperatura, el pH, la humedad, la intensidad de la luz y el tipo de suelo.
Estos factores también pueden medirse en los ecosistemas de agua dulce. Los principales factores son
- Temperatura (influye en el metabolismo)
- Velocidad (influye en el crecimiento)
- pH (afecta a las especies presentes)
- Concentración de oxígeno (afecta a las especies presentes)
- Nutrientes (afecta a la biodiversidad)
- Luz (determina la producción primaria)
- Sustrato (influye en el crecimiento y la estructura de la comunidad)
Métodos de muestreo ambiental del suelo
El suelo desempeña un papel vital en el funcionamiento de los ecosistemas. Proporciona entornos y nutrientes para las plantas, filtra el agua, evita las inundaciones, fomenta la biodiversidad y almacena carbono.
El suelo es el nivel superior de la corteza terrestre, compuesto por materia orgánica, minerales, gases y agua.
Estudiar el suelo y sus factores edáficos es clave para comprender los ecosistemas.
Los factoresedáficos son las propiedades del suelo que afectan a los organismos que viven en su entorno.
Medir los factores edáficos ayuda a los científicos a comprender la estructura de los ecosistemas y los efectos del cambio climático.
Los factores edáficos incluyen la temperatura del suelo, el contenido de agua, el pH, la estructura del suelo y la salinidad.
Muestreo in situ
El muestreo del suelo puede realizarse in situ o fuera de él. Los métodos de muestreo in situ se utilizan para ver cómo interactúa el suelo con su entorno físico.
Velocidad de infiltración del suelo
Una rápida tasa de infiltración del suelo es deseable para el crecimiento de las plantas.
Utiliza un mazo para golpear un tubo de infiltración en el suelo hasta que forme un sello.
Vierte agua en el tubo hasta que alcance un nivel normalizado.
Registra con un cronómetro el tiempo que tarda el agua en infiltrarse.
Si es necesario, añade más agua para alcanzar el nivel normalizado.
El tiempo de infiltración depende de la composición y compactación del suelo.
Muestreo fuera del emplazamiento
Losmétodos externos se utilizan cuando es necesario pesar o analizar el suelo de cerca. Para las siguientes técnicas, las muestras de suelo se extraen del suelo con una paleta... ¡y el permiso del propietario!
El pH del suelo
El pH del suelo puede limitar las plantas y los microorganismos presentes.
- El pH del suelo puede medirse con una sonda digital portátil.
- O bien, coloca un poco de tierra en un tubo de ensayo. Añade sulfato de bario, agua destilada y solución indicadora.
- El pH altera la composición de la comunidad.
Textura del suelo
La textura del suelo influye en las plantas que pueden crecer en él.
- La textura del suelo se mide por las distintas proporciones de arena, limo y arcilla.
- Esto afecta a la compactación y a la composición de la comunidad.
Contenido de humedad del suelo
Un alto contenido de humedad del suelo es deseable para el crecimiento de las plantas.
- Pesa una muestra de suelo fresco, déjala secar y vuelve a pesarla.
- La diferencia entre las dos masas es el contenido de humedad del suelo, que puede expresarse en porcentaje.
- Puedes secar la muestra de tierra en un horno a 105°C o dejarla secar toda la noche.
Contenido de humus
El contenido de humus del suelo influye en la fertilidad de las plantas.
El humus es la materia orgánica oscura del suelo, formada por materia vegetal y animal en descomposición.
Pesa una muestra de suelo seco, quema el humus del suelo y vuelve a pesarlo.
La diferencia entre las dos masas es el contenido de humus, que puede expresarse en porcentaje.
La forma más fácil de quemar el humus es utilizando un horno o un mechero Bunsen.
Muestreo microbiológico en el medio ambiente
El muestreo microbiológico en el medio ambiente localiza e identifica poblaciones microbianas. Esto puede ser clave para la investigación medioambiental o incluso para investigar brotes de enfermedades.
El muestreo de microbiología ambiental es complejo, pero aquí se resumen las principales técnicas de muestreo.
| MÉTODO | CÓMO FUNCIONA | VENTAJAS | INCONVENIENTES |
| Método de enjuague con bastoncillo | Se sumerge un bastoncillo de algodón en un neutralizador y se frota contra la zona de la prueba. El bastoncillo se devuelve al neutralizador. Se adquiere 1 ml del medio y se deposita en una placa de Petri. Se añade agar para la enumeración. | Este método es adecuado para lugares de muestreo pequeños o zonas irregulares con grietas y hendiduras. | El número de microorganismos puede alterarse en el neutralizador si el tiempo transcurrido entre la toma de muestras y la siembra es demasiado largo. |
| Método de enjuague | La superficie se sumerge en un líquido estéril y luego se agita para desprender los microorganismos. | Este método es más exacto y preciso que el método del hisopo porque se muestrea toda la superficie.El método del enjuague es el más exacto para enumerar los microorganismos viables. | El contaminante puede no ser soluble. También podría quedar atrapado en el equipo. |
| Método de contacto con agar | Se coloca suavemente una placa sobre superficies seleccionadas para obtener muestras y luego se incuba. | Este método es el método de muestreo más fácil y cómodo. Puede mostrar un crecimiento continuo donde el recuento discreto es demasiado difícil. | Este método no es adecuado para superficies irregulares. |
| Método de incubación directa en superficie con agar | Se pipetea agar estéril sobre el área de estudio, se extiende uniformemente y se incuba en una cámara de alta humedad. Tras la incubación, se inundan los círculos de agar con una solución acuosa de tinción y se dejan a temperatura ambiente antes del recuento. | Este método es el mejor para enumerar las partículas que contienen microorganismos viables. | El agar relativamente caliente puede matar algunos contaminantes y hacer que se pasen por alto pequeñas colonias. |
Laenumeración es el listado completo y ordenado de elementos.
Métodos de muestreo medioambiental - Puntos clave
El muestreo medioambiental es esencial porque nos ayuda a estudiar el medio ambiente. El muestreo debe ser fiable.
Hay tres tipos de muestreo: aleatorio, sistemático y estratificado.
Las técnicas de muestreo medioambiental incluyen cuadrículas, transectos, listas de especies, la escala ACFOR, métodos de marcado/liberación/recaptura y medición de factores abióticos.
El suelo desempeña un papel crucial en el funcionamiento del ecosistema. La tasa de infiltración del suelo puede medirse in situ. El pH, el contenido de humus, el contenido de humedad y la composición del suelo pueden estudiarse in situ.
El muestreo microbiológico es un campo complejo. Los distintos métodos de muestreo se adaptan a otras condiciones de muestreo.
1. AQA, Especificación de Ciencias Ambientales. 2017
2. Christina Simkanin, Using historical data to detect temporal changes in the abundances of intertidal species on Irish shores, Journal of the Marine Biological Association of the UK, 2005.
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4. Dr. Stefano Panzeri ,Scholarpedia, 2008
5. Consejo de Estudios de Campo,Sampling - The Basics, 2022
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7. The Royal Society, La estructura del suelo y sus beneficios: Una síntesis de pruebas, 2020
8. Sagar Aryal, Técnica de la placa de vertido - Procedimiento, ventajas, limitaciones, 2019
9. Somayeh Ramandi ,Evaluación de los procedimientos de muestreo con hisopo y enjuague y determinación de la tasa de recuperación en la validación de la limpieza teniendo en cuenta diversas superficies, cantidad y naturaleza de los residuos y contaminantes, 2020
10. Viroxy Labs, Supervisión medioambiental de superficies, 2022
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