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Ecología de Ecosistemas - PowerPoint PPT Presentation


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Comunidad. Ambiente Físico. Compuesto por. Formada por. Luz Compuestos minerales CO 2 Oxígeno. Seres vivos. proveen. Requieren. Energía Materia. Ecología de Ecosistemas. Ecosistema. El ecosistema es una Unidad Funcional

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Comunidad

Ambiente Físico

Compuesto por

Formada por

Luz

Compuestos minerales

CO2

Oxígeno

Seres vivos

proveen

Requieren

Energía

Materia

Ecología de Ecosistemas

Ecosistema

El ecosistema es una Unidad Funcional

Los componentes están vinculados por el Flujo de materia y energía

La ecología de ecosistemas estudia los flujos de materia y energía.

slide2

¿Quiénes son los actores en el flujo de materia y energía?

Ecología de poblaciones

Procesos: reproducción, muerte, movimientos

Unidades: Individuos

Ecología de comunidades

Procesos: Colonización, extinción, Interacciones

Unidades: Especies o poblaciones

Procesos: flujos de materia y energía

Ecología de ecosistemas

Unidades: niveles tróficos

Conjunto de organismos que cumplen un mismo papel en el flujo de materia y energía

slide3

Ecosistema

Medio ambiente

Producción

primaria

Seres vivos

Biomasa

Energía solar o química

Energía Química

Nutrientes

Oxígeno

Elementos constitutivos

CO2

Agua

Producción secundaria

Descomposición

Biomasa: Cantidad de materia en organismos/unidad de área :

toneladas/ha, Kcal/ha

E- quim

El cons

slide4

Acumulación de biomasa

Fijación de energía

Degradación de la biomasa

Liberación de energía

∆Biomasa/ unidad de tiempo

Toneladas/ha*año

Kg/m3* mes

∆Masa o peso/unidad de tiempo*unidad de área

∆ Energía/unidad de tiempo*unidad de área

Kcal/ha*año

Cal/m3*mes

¿En qué unidades medimos la producción y la descomposición?

Producción

Descomposición

Entonces las unidades serán:

∆ Masa

Referida a un tiempo y espacio

slide5

Circulación de materia y energía

Fuentes de energía y materia orgánicas

Autótrofos

Producción

primaria

Producción secundaria

Heterótrofos

Fuentes de energía y materia inorgánicas

Consumidores

Descomponedores

Se alimentan principalmente de organismos vivos

Se alimentan de organismos muertos, desechos, heces.

slide6

Producción primaria

Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos inorgánicos por parte de organismos autótrofos o productores

P. Primaria bruta

Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los autótrofos

Gastos

metabólicos

R

PPN

Respiración

Excreción

Costo de Biosíntesis

P. Primaria neta

PPB- R

Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos

Energía perdida. Materia que pasa a descomponedores o al medio

slide7

Producción secundaria

Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos orgánicos por parte de organismos heterótrofos

P. Secundaria bruta

Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los heterótrofos

Gastos

metabólicos

Gastos metabólicos

Respiración Excreción Costo de Biosíntesis

P. Secundaria neta

PSB- R

Energía perdida. Materia que pasa a descomponedores o al medio

Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos

slide8

Los cambios en la materia y energía están acoplados e involucran reacciones de óxido- reducción

Oxidación

Reducción

Reducción

Reactivo (con más energía)

Producto con más energía

Producto con más energía

Energía que pasa

Reactivo con menos energía

Producto (con menos energía)

Reactivo con menos energía

Energía perdida del sistema

E solar

FS

R

slide9

Por autótrofos

Respiración de auto y heterótrofos

Producción neta del ecosistema

Producción primaria bruta – Respiración total

Cantidad de carbono fijado – cantidad de carbono liberado

¿Signo?

Producción autóctona

Producción alóctona

slide10

El camino de la energía en un nivel trófico n

No utilizado

Disponible para otro nivel trófico

Disponible: PN n-1

Ingerido

Asimilado: Producción bruta

Producción neta

Respiración

Eficiencias

Eficiencia de explotación: Ingerido/disponible

Eficiencia de asimilación: Asimilado/ingerido

Eficiencia de producción neta: Producción neta/Asimilación

Eficiencia ecológica de un nivel trófico: Ef. Explotación*Ef. Asimilación* Ef. Producción neta: PNn/PNn-1

slide11

El camino de la energía del nivel trófico herbívoro

No utilizado: heces

Disponible para nivel carnívoro

Disponible:

Ingerido

Asimilado: Producción bruta

Producción neta de herbívoros

PPN

Respiración

Eficiencias

Eficiencia de explotación: Ingerido/disponible

Eficiencia de asimilación: Asimilado/ingerido

Eficiencia de producción neta: Producción neta/Asimilación

Eficiencia ecológica de nivel herbívoro: Ef. Explotación*Ef. Asimilación* Ef. Producción neta: PN herb/PPN

slide12

El camino de la energía en un nivel trófico: Productores

No utilizado:luz no FS

Disponible para nivel herbívoro

Disponible: E solar

Luz Incidente sobre hojas

FS total: Producción bruta

Producción neta

Respiración

Eficiencias

Eficiencia de explotación: Ingerido/disponible

Eficiencia de asimilación: Asimilado/ingerido

Eficiencia de producción neta: Producción neta/Asimilación

Eficiencia ecológica de productores: Ef. Explotación*Ef. Asimilación* Ef. Producción neta: PPN/energía solar incidente

slide13

El camino de la energía en un nivel trófico n

No utilizado:

1000-200= 800

Disponible para otro nivel trófico

Disponible: PN n-1

Ingerido:

Asimilado: 100 kg/ha

Producción neta: 10 kg/ha

0,2x1000=200

1000 kg/ha

100-10= 90 kg/ha

Respiración

Eficiencias

Eficiencia de explotación: Ingerido/disponible: 0,2

100/200=0,5

Eficiencia de asimilación: Asimilado/ingerido

10/100= 0,1

Eficiencia de producción neta: Producción neta/Asimilación:

Eficiencia ecológica de un nivel trófico: Ef. Explotación*Ef. Asimilación* Ef. Producción neta: PNn/PNn-1

10/1000= 0,01

0,2x0,5x0,1:0,01

slide14

¿De qué dependen las eficiencias?

Eficiencia de explotación

Relación entre lo que ingiere un nivel y lo disponible

Disponibilidad (o accesibilidad) del recurso

Especializaciones del consumidor

Depende de

Especialista

slide17

Eficiencia de asimilación

¿Cuánto queda de lo que como?

Depende de la relación entre lo que se asimila y lo indigerible (que sale con las heces): de la naturaleza del material y la especialización

slide18

Eficiencia de producción neta: ¿cuánto se convierte en nueva biomasa de lo que asimilo?

Depende de

¿Cuánto cuesta mantener el metabolismo?

Y de la actividad

slide19

Flujo de energía entre el ambiente y entre niveles tróficos

Energía solar

CO2

Autótrofos

FS

H de C

Energía química

Agua

Nutrientes

Otros compuestos

NC

R

Heterótrofos

PPN

Producción primaria bruta

R

Hongos, bacterias

Producción secundaria bruta

Crecimiento.

PSN

NC

R

Crecimiento.PSN

slide20

Flujo de energía a través del ecosistema

SOL

Productores

Respiración

Herbívoros

Descomponedores

Carnívoros 1

Carnívoros 2

Sistemas terrestres

Sistemas acuáticos

slide21

Flujo de materia a través del ecosistema

Medio ambiente

Productores

Herbívoros

Descomponedores

Carnívoros 1

Carnívoros 2

Aumenta la energía por unidad de biomasa

slide22

Productores

Herbívoros

Carnívoros 1

Carnívoros 2

Disminuyen la biomasa y energía total del nivel trófico

Aumenta la cantidad de energía por unidad de biomasa

slide23

¿Cuántos niveles tróficos puede haber en un ecosistema?

La producción vegetal se sostiene a partir de la energía de la luz solar y de nutrientes inorgánicos.

A lo largo de la cadena trófica la energía fijada por las plantas se va perdiendo de acuerdo a las eficiencias ecológicas de los distintos niveles tróficos

La producción primaria neta y la eficiencia ecológica promedio ponen un límite al número de niveles tróficos

E(n)= PPN* Ee promedio(n-1)

E(n)= energía disponible para el nivel trófico n

Ee promedio= eficiencia ecológica promedio

slide24

Ejemplo

PPN x Ef ecológica herbívoros= PN herbívoros

PN herbívoros x Ef ecológica carnívoros 1= PN carnívoros 1

PN carnívoros 1 x Ef ecológica carnívoros 2= PN carnívoros 2

PPN= 10000 ton/ha año

Ef ecológica herbívoros= 0,2

Ef ecológica carnívoros 1= 0,3

Ef ecológica carnívoros 2= 0,3

PN carnívoros 2= ?

(10000 ton/(ha año) ) x 0,2 x 0,3 x 0,3= 6 ton/ha x año

slide25

¿Cómo son las relaciones de biomasa y energía entre niveles tróficos?

C2

Carnívoros 1

Herbívoros

Productores

Biomasa o Energía

¿Pueden invertirse estas pirámides?

C

H

P

Producción

Biomasa

slide26

Introducimos dos nuevos conceptos:

Tasa de renovación: Producción/biomasa=

(Ton/año*ha)/(ton/ha)= 1/año= 1/tiempo

Con qué velocidad se renueva la biomasa presente en un lugar o en un nivel trófico

y su inversa:

Tiempo de residencia: Biomasa/Producción= tiempo

Cuánto tiempo permanece la biomasa en un sistema o en un nivel trófico

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Sistemas acuáticos

Selva tropical

Marismas

Plataforma continental

Sistemas terrestres

Desiertos, océanos

Máximos y mínimos semejantes. Mayor biomasa en tierra

Producción: biomasa producida durante el año

Biomasa: biomasa promedio en un instante

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Sistemas acuáticos

Sistemas terrestres

Tiempo de renovación: B/P

1-20 años en tierra

0,02-0,06 años en agua

Tasa de renovación: Relación P/B

0,042 para selvas

0,29 otros sistemas terrestres

17 sistemas acuáticos

slide30

Características generales de los ecosistemas

  • Están formados por elementos bióticos y abióticos
  • Son sistemas abiertos
  • La interacción entre elementos determina retroalimentación (+B+P, +P+B)
  • Las interacciones determinan redes tróficas
  • Son sistemas jerárquicos: hay un orden
  • Cambian en el tiempo
  • Tienen propiedades emergentes
slide31

Variables y procesos que definen un ecosistema

  • Biomasa
  • Niveles tróficos
  • Fuentes de energía
  • Producción
  • Descomposición/ Renovación de nutrientes
  • Ciclo hidrológico y de los elementos
  • Movimiento/transporte
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Clasificación de ecosistemas

Adaptado de Ghersa 2005

Flujo de energía anual (kcal/m2)

No subsidiados

1.000- 10.000

Ecosistemas Naturales

Bosques, pastizales

Energía solar

Subsidiados

10.000- 40.000

Marismas, estuarios

Subsidiados

10.000- 40.000

Ecosistemas humanos

Agricultura, acuicultura

Energía solar + combustibles

Urbano- industriales

10.000- 3.000.000

Ciudades, parques industriales

Combustibles