apuntes de ecologia y ecosistemas naturales
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MODULO DE ECOLOGIA Y ECOSISTEMAS NATURALES.
Recopilación y diseño pedagógico: HUGO JAVIER PEÑA QUINTANA.
PRIMERA UNIDAD: Fundamentos de ecología.
Objetivos (Generales).
1. Identificar las relaciones y fenómenos que se presentan entre los
seres Vivos y el medio ambiente que los rodea. Para manejar y
conservar los Ecosistemas de la región.
2. Asociar los conceptos básicos de la ecología al trabajo de
mejoramiento, monitoreo y conservación de ecosistemas, para
lograr mayores niveles de eficiencia en los procesos de producción
de bienes y servicios ambientales.
Objetivos (Específicos).
1. Comprender el origen y el desarrollo de la ecología como ciencia.
2. Reconocer el objeto de estudio de la ecología y precisar algunos de
los conceptos fundamentales.
3. Identificar los componentes de un ecosistema e interpretar su
función, para poder establecer planes de intervención que lo
enriquezcan haciéndolo más eficiente, en términos de su
productividad neta.
Huila corazón verde de Colombia, orgullo de una tierra. donde los poetas hacen ecología
del corazón y los estudiosos de la naturaleza proyectando su desarrollo.
1. Fundamentos de ecología.
1.1 Origen y definición de la ecología.
Las raíces más antiguas de la ecología están asociadas al proceso de la
evolución de la especie humana ya que desde sus primeros albores, la
humanidad manejó relaciones básicas y elementales que le permitieron
aprovechar los recursos existentes en la naturaleza.
Fue necesario conocer el sitio donde habitaban los animales de los
cuales obtenían el alimento, y por lo tanto, los tipos de alimentos que
preferían; reconocer cuál era su comportamiento, sus hábitos, sus rutas
cuando se trataba de especies migratorias, y en fin, todo aquello que
permitiera mayores posibilidades de éxito cuando se trataba de
cazarlos.
El dominio de conocimientos relacionados con el clima, sus variaciones
a lo largo del año, fueron también conocimientos que permitieron a los
hombres primitivos poder acomodarse a las condiciones que el medio
les planteaba.
Estos niveles de conocimiento no pueden ser vistos como científicos,
pero fueron la base para posteriormente comprender los distintos
fenómenos y procesos que se estudian por parte d la ecología.
El estudio de las relaciones del hombre con su medio ambiente se inició
con las observaciones de los griegos particularmente Hipócrates y
Aristóteles, quienes no utilizaron un término específico para definir esta
relación.
Aportaron también a la formación de la ecología, las observaciones de
los distintos botánicos y naturalistas del renacimiento, quiénes
intentaron por primera vez darle un sentido y ordenamiento a los
elementos existentes en la naturaleza.
Los aportes de los estudiosos del tema durante los siglos XVIII y XIX
provenientes de los distintos naturalistas, de los viajeros; fueron
dándole un cuerpo, una orientación y un sentido al estudio de las
relaciones existentes entre los seres vivos y su medio ambiente.
Todos estos conocimientos pasaron a conformar el cuerpo básico de la
ecología, termino definido y utilizado por primera vez por el biólogo
Alemán Ernest Haeckel (1834-1919),quien la entendió como el estudio de
las relaciones de un organismo con su ambiente orgánico e inorgánico.
Etimológicamente la palabra se deriva del griego Oekologle que se
divide en Oikos, que significa casa o lugar donde se vive, y logos que
significa tratado, es decir la ecología vendría a ser el tratado del lugar en
que se vive.
Para otros estudiosos de la ecología es válido definirla como el estudio
de la estructura y función de la naturaleza y como la biología del medio
(Odum 1983).
La ecología centra su atención en el estudio de las relaciones que tienen
grupos de individuos de una misma o de diferentes especies con el
medio ambiente en que viven.
Aportan a la conformación de la ecología como ciencia, otros
conocimientos diferentes a los puramente biológicos provenientes de la
física, la química, la botánica, la zoología, la climatología, y la
agronomía, presentándose relaciones muy cercanas con la economía.
La antropología, la arquitectura, la silvicultura entre otras, que aportan a
la construcción del conocimiento ecológico.
1.2 Relaciones de la ecología con otras ciencias
La relación tan estrecha de la ecología con otras áreas del
conocimiento humano ha llevado a que la ecología se defina como una
ciencia de síntesis en la que los conocimientos dispersos en muchas
disciplinas, encuentren puntos comunes de aplicación y espacios
similares para su interacción. En sus comienzos la ecología se estudió
separando unos seres vivos de otros con la finalidad de entender mejor
la función de cada uno de ellos en la naturaleza y se habló entonces de
una ecología de las plantas y de una ecología de los animales, así como
de una ecología de los mares y otra de las zonas desérticas. Por fortuna
pronto se entendió que el ambiente es uno solo y que en él conviven
relacionándose de forma permanente las plantas, los animales y el
hombre y que por tal razón de interdependencia dichas relaciones entre
los seres vivos y su medio ambiente no se pueden estudiarce por
separado.
En la actualidad subsisten divisiones en la ecología de tipo nominal como
ecología vegetal, la ecología animal; pero ellas lo que buscan es facilitar la
aplicación de las técnicas propias para el estudio y la investigación a fin de
que se obtenga una mayor precisión en los conocimientos particulares.
1.3 El ecosistema es la unidad fundamental de análisis en ecología.
Es posible identificar características que lo distinguen de las demás zonas
circundantes. Al interior de un ecosistema se desarrollan complejos
procesos en los cuales se intercambia energía y alimentos entre los seres
vivos.
Los ecosistemas no tienen definidos un tamaño especifico ya que ellos
pueden estar confinados a áreas tan pequeñas como las de un acuario o
tan grandes como la selva amazónica. La extensión de un ecosistema
depende en buena parte de los límites que se impongan al mismo por parte
de quien desarrolla su caracterización.
De la misma manera un determinado ecosistema no tiene una duración
precisa en el tiempo. Por ser unidades conformadas por seres vivos: los
ecosistemas presentan con el tiempo transformaciones lentas que los
llevan a situaciones de una mayor estabilidad respecto al tipo de
organismos vegetales y animales que en ellos se encuentran. Por lo tanto
la duración de un ecosistema dependerá de la presencia y permanencia en
él de las condiciones abióticas y bióticas que ayudaran a definirlo. Cuando
ellas cambien será otro el ecosistema al cual deberemos hacer referencia,
siendo la misma área geográfica.
Grafico N.1 Ecosistema acuático.
Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de
organismos vivos y el medio físico donde se relacionan. Un ecosistema es
una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el
mismo hábitat.
1.3.1TIPOS DE ECOSISTEMAS NATURALES..
A grandes rasgos se habla de tres tipos de ecosistemas:
a. Acuático:
Esta clase de ecosistema los seres vivos se desarrollan en el agua. Estos,
adquieren características físicas muy similares entre sí como consecuencia
de su adaptación al agua. En este ecosistema las variaciones de
temperaturas no son muy marcadas, por lo que esta no afecta la
supervivencia de los seres vivos. Este ecosistema es el de mayor tamaño
ya que representan el 75%. Dentro de los ecosistemas acuáticos se
encuentran los siguientes:
Bentónico: estos se ubican en el fondo de los ecosistemas acuáticos. En
aquellos que no son muy profundos, los principales habitantes son algas.
En los de mayor profundidad, la mayoría son consumidores.
Nectónicos: estos animales se desplazan con total libertad ya que gracias a
sus medios de locomoción pueden adaptarse a las corrientes de agua.
Plactónicos: estos seres vivos viven flotando en el agua terrestre o marina
y son arrastrados por las corrientes de agua, no se trasladan por
movimientos propios.
Neustónicos: estos viven sobre la superficie del agua, flotando.
b. Aéreo:
Este tipo de ecosistema tiene la particularidad de ser de transición. Ningún
ser vivo lo habita permanentemente, sino que tienen que descender a la
tierra para el descanso, alimentación o procreación, por lo que no resulta
autosuficiente. A causa de esto, algunos lo ubican dentro del terrestre.
c. Terrestre:
Este ecosistema se desarrolla sobre la superficie de la Tierra llamada
Biósfera. Los individuos más numerosos en este ecosistema son los
insectos, de los que existen 900.000 e species. Las aves ocuparían el
segundo lugar, con unas 8.500 especies. En tercer lugar, los mamíferos de
los que hay 4.100 especies. A diferencia del ecosistema acuático, en el
terrestre los individuos presentan características mucho más variadas, esto
se debe a los numerosos factores que condicionan a las especies. Entre
estos los más importantes son: la radiación solar, la disponibilidad de
agua, nutrientes y luz. Otra característica de este ecosistema es la
necesidad que tienen, tanto los vegetales como animales, de agua para la
hidratación de sus organismos, por lo que sin ella no podrían subsistir.
Mapa conceptual tipo de ecosistemas.
Se denomina con el término de bosque:
a aquellas áreas que cuentan con una alta densidad de árboles. Los bosques son
algo similar a una comunidad, pero de plantas, que cubren una importante
porción del planeta tierra y que además funcionan como el hábitat de algunos
animales, como moduladores de los flujos hidrológicos y ostentan una función tan
determinante como importante, como es la de conservar el suelo.
Selva:
Del latín silva, es un terreno extenso y lleno de árboles. Se trata de un bioma con
vegetación muy densa, con amplia variedad de especies. El concepto fue cambiando con
el paso del tiempo: en la actualidad, la noción de selva está asociada a las selvas
tropicales, que se desarrollan en las zonas cálidas y húmedas del planeta ubicadas en la
línea del ecuador.
Los biomas de selvas tropicales se encuentran en las latitudes bajas, su temperatura es
generalmente de alrededor de 80 grados Fahrenheit, con una humedad muy alta
también, del 77% al 88%. No poseen grandes cambios en sus temporadas como con
muchos otros biomas, y en su lugar, resulta igual durante todo el año. Lloverá
casi todos los días 25 mm/dia, debido a la alta humedad, esta humedad
mezclada con el calor crea cúmulos de nubes, ha sido así durante millones de
años en este bioma.
Una selva tropical es muy densa y muy húmeda todo el tiempo, de hecho, es típico
que llueva diariamente, aunque la cantidad de lluvia al día, puede variar. La
ubicación de la selva tropical es alrededor del ecuador, se encuentran
principalmente en el Trópico de Capricornio y el Trópico de Cáncer. Encontrarás
biomas de selvas tropicales en Australia, al Sudeste de Asia, la parte sur de la India,
región central de África y América del Sur, Ver gráfica.
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Distribución de las selvas tropicales en el planeta:
La sabana: es un bioma, de suelo llano, arcilloso, impermeable, y poco fértil, vegetación pobre (mayormente en las que se hallan más lejos del Ecuador), y ubicado cerca de los trópicos, por lo cual posee climas cálidos. Este bioma podría encontrarse en medio del matorral y la estepa, por sus cualidades físicas. Podemos ver biomas de este tipo en Asia, América del Sur, Australia (especialmente en el norte), y África. Las sabanas africanas constituyen unas de las más húmedas; y se cree que éstas pudieron ser el lugar donde se originaron los primeros hombres. Entre las sabanas africanas, la sabana del Serengueti (con lluvias de 600 mm) es la más famosa, hallada en Tanzania.
En la vegetación predominan las gramíneas (plantas herbáceas, como los pastizales), mientras que se puede hallar algún arbusto, árbol o matorral, disperso o en pequeños grupos, lo que le da a este bioma un aspecto solitario y un tanto infértil. En cuanto al clima, las sabanas poseen una estación seca (en la cual pueden producirse incendios) y una lluviosa, ambas bien delimitadas; las sabanas templadas reciben el nombre de praderas. Desiertos fríos:
Las zonas desérticas polares son áreas con una precipitación anual de 100 a 200
mm y una temperatura media del mes más cálido inferior a 10° C. Los desiertos
polares del planeta cubren casi 90 millones de km² y son principalmente lechos de
roca o llanuras de grava. Las dunas de arena no son típicas de estos desiertos, sin
embargo las dunas de nieve se forman comúnmente en áreas donde la
precipitación local es más abundante. Los cambios de temperatura en las zonas
polares frecuentemente sobrepasan el punto de congelación del agua. Esta
alternancia hielo-deshielo deja marcas características en el suelo, que llegan a
medio metro de diámetro.
Las zonas desérticas polares se caracterizan por dos factores desertizantes: las
altas presiones atmosféricas (presencia constante de anticiclón) y, especialmente,
el bajo o nulo índice de precipitaciones al año ya que al estar la temperatura
constantemente bajo el 0 °C el agua se encuentra naturalmente en estado sólido
(salvo raras excepciones), el mayor de estos desiertos polares es también nival y
se ubica en las áreas interiores de la Antartida (pese a ello, la percepción usual es
la de que no se trata de un desierto ya que en tal región el agua abunda, pero en
forma de hielo, sin por ello sustentar vida orgánica superior), similar aunque
menos extenso es el desierto correlativo a la capa de hielo del centro de
Groenlandia..
Desiertos Cálidos.
Las regiones en las que la precipitación pluvial es menor de 25 cm anuales, o los lugares en los que hay más lluvia pero ésta no se distribuye uniformemente en el transcurso del año, se clasifican en general como desiertos.
La escasez de lluvia puede deberse a: 1) alta presión subtropical, como en los desiertos del Sahara y Australia; 2) posición en las "sombras de lluvia", como en los desiertos del occidente de Norteamérica; ó 3) gran altitud, como en los desiertos tibetanos, boliviano y de Gobi. La mayoría de los desiertos reciben un poco de lluvia durante el año y por lo menos presentan una escasa cubierta vegetal, a menos que las condiciones edáficas del substrato sean especialmente desfavorables (por ejemplo, las dunas). Al parecer, los únicos sitios donde cae muy poca o nada de lluvia son el Sahara Central y el norte de Chile.
FACTOTES BIOTICOS Y ABIOTICOS EN LOS ECOSISTEMAS.
1.3.2 Componentes de un ecosistema.
Como quiera que el ecosistema se conforma por la presencia de una
comunidad en un ambiente determinado, es posible identificar los
componentes que lo constituyen y que hacen parte de la estructura básica
que debe de existir para que el ecosistema funcione de forma armónica.
Para que el ecosistema se desarrolle en equilibrio dinámico y para que lo
podamos definir como tal, es necesario que en él se encuentren los
siguientes componentes interrelacionados de forma armónica:
-Sustancias inorgánicas.
Hacen parte del medio abiótico en el que bse encuentran las comunidades
y constituyen los elementos fundamentales para la formación de los
diferentes compuestos orgánicos e inorgánicos que se mueven en el
ecosistema. Son elementos químicos como el carbono (C),el Oxigeno(O),el
nitrógeno (N) y algunas sustancias que favorecen las reacciones químicas
como el agua (H20) y el ácido clorhídrico (HCL),entre otras. Estas
sustancias se encuentran depositadas en el suelo o en la atmosfera y de
allí la toman las plantas para incorporarlas a los procesos que se dan en el
ecosistema.
-Compuestos de tipo orgánico.
Como resultado de los procesos de formación y degradación de la materia
orgánica, se producen diferentes tipos de compuestos que hacen posible a
los seres vivos el poder pasar de unos a otros los elementos nutritivos o
energéticos que se requieren para poder mantener la cadena de la vida.
Estas sustancias orgánicas de enlace entre unos organismos y otras son
Plas proteínas, los lípidos y las sustancias húmicas del suelo.
-Condiciones climáticas del sitio.
Sea cual sea el lugar en que se defina el ecosistema objeto de estudio, él
estará sometido a determinadas condiciones climáticas que es necesario
identificar. Estos parámetros que se pueden medir tienen relación con las
cantidades de lluvia que cae en una determinada cantidad de tiempo,
generalmente se expresa como milímetros de lluvia al año, así como los
niveles de temperatura mínima, máxima o promedio que se puedan medir
en grados centígrados o en una de las otras escalas de temperatura. Hacen
parte de las condiciones climáticas la intensidad del brillo solar en el lugar,
la cantidad de horas de luz durante el día, la presión barométrica o
atmosférica del sitio, entre otras.
Clima: Complejo de factores físicos naturales que se espera sucedan en un
lugar determinado y momento dado, se manejan parámetros para las
predicciones de lo esperado.
-Organismos autótrofos.
Para que sea posible la vida en un determinado lugar es necesario la
presencia de las plantas ya que ellas son los únicos seres vivos capaces de
producir alimentos comestibles y lo hacen autónomamente utilizando la
energía radiante y elementos químicos que se encuentran en el sustrato en
el que crecen, el agua, el dióxido de carbono presente en el aire y la energía
lumínica que aporta el sol. La reacción compleja que ocurre la conocemos
como la fotosíntesis, base de la existencia de vida en el planeta.
En los lugares de la tierra en que no hay luz solar, tales como las cavernas
o los niveles más profundos de los mares, la síntesis que hacen las plantas
suceden a partir de procesos químicos en los cuales no es necesaria la
presencia de energía lumínica. En estos casos el proceso es conocido
como quimio- síntesis.
Todos los demás organismos vivos diferentes a las plantas son incapaces
de actuar como ellas y por lo tanto las requieren para poder alimentarse
de ellas, son el eslabón inicial de los procesos alimenticios que se
presentan en la intrincada red de relaciones de un ecosistema.
-Organismos heterótrofos.
De este grupo hacen parte la totalidad de los animales que al no poder
fabricar su propio alimento lo deben de tomar de las plantas. Los
herbívoros se alimentan directamente de las plantas y son llamados
consumidores primarios, mientras que los carnívoros lo hacen a su vez de
los herbívoros y por lo tanto se conoce como consumidores secundarios.
-Degradadores.
Organismos generalmente microscópicos (bacterias, actinomices, hongos)
que desintegran la materia orgánica muerta y la devuelven mineralizada al
reservorio abiotico del ecosistema. La mineralización es el proceso de
descomposición de la materia orgánica del suelo en el cual se libera
nitrógeno inorgánico. La mineralización es la transformación del
nitrógeno orgánico en amonio, mediante la acción de
microorganismos del suelo. En general, el término “mineralización”
indica el proceso global de conversión del nitrógeno orgánico en
nitrógeno mineral, fundamentalmente nitrato y amonio.
Todas los anteriores componentes de un ecosistema forman la estructura
básica que siempre deben estar presentes par que haya un funcionamiento
arnónico y equilibrado.
De aquí en adelante se estudiará los diferentes procesos que se establecen
entre estos componentes, la manera como los unos influyen sobre los
otros, las funciones y relaciones que al darse de forma armónica, permiten
obtener como resultado un equilibrio dinámico.
Servicios ambientales producidos por los ecosistemas.
1. Mantenimiento de la composición de la atmosfera.
2. Manejo del clima regional y mundial, un ejemplo la Amazonia.
3. Operación de los ciclos hidrológicos, incluye control de inundaciones.
4. absorción de residuos.
5. Reciclaje de nutrientes (ciclos biogeoquímicos).
7.Generación de suelos (proceso de mineralización de la materia orgánica).
8.Control de la disponibilidad de agua para consumo humano e irrigación.
CONCEPTOS BASICOS.
Abiótico: Sin vida, hace parte del medio ambiente físico, como los
minerales, el clima .etc.
Biosfera: En ecología, la biosfera o biósfera es el sistema formado por el
conjunto de los seres vivos del planeta Tierra y sus relaciones.
Biótico: Los factores bióticos son los seres vivos de un ecosistema que
sobreviven. Pueden referirse a la flora, la fauna, los humanos de un
lugar y sus interacciones.
Especie: En taxonomía, se denomina especie, o más exactamente
especie biológica, a cada uno de los grupos en que se dividen los
géneros. Una especie es la unidad básica de la clasificación biológica.
Población: grupo de individuos de una misma especie, desde el punto
de vista de su tamaño, estructura y dinámica, que viven en un lugar
determinado.
Comunidad:. Conjunto de poblaciones que viven en un lugar
determinado.
Ecosistema: Un ecosistema es un sistema natural que está formado por
un conjunto de organismos vivos y el medio físico donde se relacionan.
Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos
interdependientes que comparten el mismo hábitat.
Tiempo Conjunto de factores físicos naturales en un lugar determinado
. Su carácter es real.
Medio ambiente: Se entiende por medio ambiente a todo lo que rodea a un ser vivo. Entorno que afecta y condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o de la sociedad en su conjunto. Unión clima, suelo. Tiempo.
Otra definición de medio ambiente:
Es el análisis de la relación entre ecosistema y cultura. En general, es el entorno en el cual opera una organización, que incluye el aire, el agua, el suelo, los recursos naturales, la flora, la fauna, los seres humanos, y su interrelación. En este contexto, el medio ambiente se extiende desde el
interior de una organización hasta el sistema global.
El medio ambiente se refiere a todo lo que rodea a los seres vivos, está conformado por elementos biofísicos (suelo, agua, clima, atmósfera, plantas, animales y microorganismos), y componentes sociales que se refieren a los derivados de las relaciones que se manifiestan a través de la cultura, la ideología y la economía. La relación que se establece entre estos elementos es lo que, desde una visión integral, conceptualiza el medio ambiente como un sistema.
Hoy en día el concepto de medio ambiente está ligado al de desarrollo; esta relación nos permite entender los problemas ambientales y su vínculo con el desarrollo sustentable, el cual debe garantizar una adecuada calidad de vida para las generaciones presente y futura.
SEGUNDA.UNIDAD: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ECOSISTEMAS.
. Objetivos (Específicos).
1. Estudiar la manera como la energía solar fluye a través del
ecosistema y su incidencia en la productividad de los ecosistema
2. Comprender cómo se asocian los organismos vivos con el lugar que
ocupan en el ecosistema (Redes de alimentación).
3. Analizar la forma como algunos elementos químicos necesarios para
la vida, se integran al funcionamiento del ecosistema.
De tu actitud frente a la naturaleza depende la calidad de vida que soñamos para nuestros
hijos. La naturaleza propiedad de todos.
2.1 flujos de energía en el ecosistema.
La naturaleza requiere de energía para hacer posible el funcionamiento
armónico del ecosistema ya que los elementos que conforman su
estructura están relacionados y se organizan como sistema en virtud del
flujo permanente de la energía a través de ellos. En la naturaleza se
requiere de la energía proveniente del sol para que los componentes de
la naturaleza del ecosistema se interrelacionen.
La energía proveniente del sol es la que hace posible que un ecosistema
funcione al desencadenar los procesos de la fotosíntesis. Además la
energía solar calienta el planeta con lo cual se originan muchos de los
fenómenos climáticos.
Grafico N.1 Calentamiento de la tierra.
Del 100% de la radiación total que llega a la tierra, el 10% es absorbida
por la atmosfera, el 33% reflexión en las nubes, el 10% reflexión de los
cuerpos de agua albedo, 3%dispersión difusa 54% radiación total que
llega a la tierra.
Las plantas son los únicos seres vivos capaces de transformar la
energía lumínica solar en energía química que tiene la forma de
azucares y carbohidratos y que acumulada en las hojas, raíces, tallos,
flores y frutos, queda disponible para ser utilizada por animales y por el
hombre en su alimentación. Finalmente por la acción de la respiración
de las plantas, de los animales y por el proceso de calentamiento de la
atmosfera, la energía que emite la tierra en forma de calor va a perderse
en la inmensidad del espacio.
De esta manera la tierra se constituye en un enorme sistema abierto que
funciona en virtud de la energía proveniente del sol con base en la cual
se realizan estos procesos de transformación y flujos de energía.
Para que un ecosistema funcione, necesita de un aporte energético que
llega a la biosfera en forma, principalmente, de energía luminosa, La cual
proviene del Sol y a la que se le llama comúnmente flujo de energía
(algunos sistemas marinos excepcionales no obtienen energía del sol sino
de fuentes hidrotermales).
El flujo de energía es aprovechado por los productores primarios u organismos compuestos orgánicos que, a su vez, Utilizarán los consumidores primarios o herbívoros, de los cuales se alimentarán los consumidores secundarios o carnívoros.
De los cadáveres de todos los grupos, Los descomponedores podrán obtener la energía para lograr subsistir. De esta forma se obtendrá un flujo de energía unidireccional en el cual la energía pasa de un nivel a otro en un solo sentido y siempre con una pérdida en forma de calor.
Los diferentes niveles que se establecen (organismos fotosintéticos, herbívoros, carnívoros y descomponedores) reciben el nombre de niveles tróficos.
En los ecosistemas acuáticos en cada paso se pierde el 90% de la energía, y solo queda el 10% para el siguiente nivel trófico. En los terrestres el porcentaje que llega es aún menor.
Primera ley de la termodinámica.
Esta ley dice que la energía no se crea ni se destruye sino que se
transforma.
La luz proveniente del sol en forma de ondas electromagnéticas, cuando
llega a la tierra es transformada por las plantas, a través del proceso de
la fotosíntesis, en forma de energía química contenida en los tejidos de
las plantas.
Segunda ley de la termodinámica.
Se enuncia diciendo que siempre que la energía es utilizada para la
realización de un determinado trabajo, pasa de un estado de mayor
concentración a otro de menor concentración, es decir de un estado de
baja entropía a un estado de alta entropía.
2.2 Productividad de los ecosistemas.
Los organismos autótrofos, es decir las plantas crean sus alimentos a
partir del agua disponible y el bióxido de carbono (Co2).los cuales en
presencia de la luz solar y la clorofila procesada en los cloroplastos,
reaccionan para formar moléculas de azúcar, oxigeno y H20.
Produciéndose la siguiente reacción:
6 C02+12H20+ LUZ SOLAR+CLOROFILA = C6.H12.06+ 6 H20
Gracias a esta reacción de fotosíntesis las plantas producen sus alimentos
y almacenan la energía que posteriormente será utilizada por los
heterótrofos, es decir los animales que no pueden realizar procesos
similares a los de las lantas y por lo tanto requieren de ellas para poder
vivir.
La energía que almacenan las plantas se encuentra en los enlaces de las
grandes moléculas que forman azucares que la planta elabora. Esta energía
circula en la naturaleza en la forma de Adenosina Trifosfato – Atp
Compuesto fosfórico que permite el intercambio de la energía entre los
seres vivos. Esta forma de energía se utiliza en la realización de los
diferentes procesos vitales que la degradan y hacen que se transforme en
calor mediante el proceso que se conoce como respiración. De esta forma
cuando un ser vivo respira, degrada los azucares por acción del oxigeno
que inhala, rompiendo las moléculas y liberando la energía que se
almacena en sus uniones.
Las plantas al mismo tiempo que sintetizan y asimilan el alimento,
consumen parte de lo almacenado para la realización de sus procesos
fisiológicos y metabólicos, razón por la cual se distinguen dos tipos de
productividades en los organismos autótrofos.
Productividad neta o fotosíntesis neta : La fotosíntesis neta vendría a ser la
energía total que obtiene una planta mediante este proceso, pero
restándole la energía dedicada a la respiración, al gasto en regenerar
nuevas hojas, en este tipo de productividad averiguamos simplemente la
cantidad de nuevos tejidos que la planta produce para incrementar su
biomas. Vendría dada por la siguiente ecuación:
Fotosíntesis Neta= Fotosíntesis Bruta (Total) - respiración - otros gastos.
Productividad bruta o fotosíntesis total: Es la que obtenemos cuando
medimos la velocidad de la fotosíntesis incluidos los gastos de energía en
los procesos de respiración durante los periodos de medición.
Productividad bruta = Productividad neta + Respiración
Se aprecia que la productividad es un concepto que hace referencia
solamente a las plantas que se encuentran dentro de un ecosistema. La
mayor o menor productividad neta repercutirá de manera directa sobre el
número de organismos heterótrofos del ecosistema y también sobre su
tipo. Cuando se menciona a la productividad neta de la comunidad estamos
aduciendo a la cantidad de materia orgánica almacenada y no utilizada por
los animales durante un determinado periodo de tiempo y en una
determinada comunidad.
Productividad secundaria: Es la velocidad de almacenamiento de la energía
a nivel de los consumidores y desintegradores; este almacenaje ocurre a
nivel de la biomasa que constituye el cuerpo de estos organismos. Hace
referencia a la cantidad de energía almacenada por parte de los animales,
pero ello no debe conducir a pensar que también los animales tienen
productividad ellos solamente pueden utilizar la energía que toman de las
plantas.
El hombre utiliza la productividad de los ecosistemas para proveerse de
alimentos y demás materias primas originadas allí y al mismo tiempo trata
de mejorarla, valiéndose de los desarrollos tecnológicos y científicos, al
mejorar y estimular la producción de mayores cantidades de tejidos nuevos
por parte de las plantas. Tal es el resultado que esperamos cuando
fertilizamos los cultivos que son ecosistemas creados por el hombre, o
cuando aplicamos técnicas de riego para aumentar las cosechas o
silviculturales para mejorar la productividad de los bosques.
Gracias a las mejoras de la productividad neta de los ecosistemas, se
obtienen grandes producciones de cereales. Ello demanda la aplicación de
subsidios energéticos con lo cual se incrementa la elaboración de semillas
de trigo por dar un ejemplo, que es una parte de los tejidos que la
productividad neta elabora en su proceso de fotosíntesis
2.3 CADENAS TRÓFICAS.
La cadena trófica describe el proceso de transferencia de sustancias
nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,
en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente.
Nivel 1: material parental constituido por cuerpos de roca madre de
constitución ígnea, sedimentaria o metamórfica que constituyen junto con
el suelo la base de esta pirámide.
Nivel 2: Organismos autótrofos representados por todas las plantas
distribuidas a lo largo del planeta capaces de transformar la energía
lumínica en azucares y carbohidratos fuente de alimento a herbívoros.
Nivel 3: Organismos heterótrofos, tienen como base una dieta vegetariana.
Nivel 4: Los animales omnívoros son aquellos organismos que se
alimentan tanto de animales como de plantas. Son comedores oportunistas
y generalistas, que no están específicamente adaptados para comer y
digerir ni material vegetal ni carne exclusivamente.
Nivel 5: Un carnívoro, es un organismo que obtiene sus energías y
requerimientos nutricionales a través de una dieta consistente
principalmente o exclusivamente del consumo de carne, ya sea mediante la
depredación o consumo de carroña.
Nivel 6: En zoología, un carroñero o necrófago, es un animal que consume cadáveres de animales y que no ha participado en su caza. Los carroñeros son útiles para el ecosistema al eliminar restos orgánicos y contribuir a su reciclaje.
Aunque a primera vista pareciera que efectivamente se está formando una cadena en la que cada uno de los distintos organismos ocupa un determinado eslabón, la realidad es que ninguna de las especies animales se alimenta de forma exclusiva de una sola presa o de una sola planta. Las especies compiten por aquellos alimentos que les son comunes, formándose no una cadena sino una intrincada red alimenticia o trófica que muestra como son las relaciones de interdependencia en un ecosistema. Las redes tróficas adquieren importancia en la medida en que comprendemos que es en ellas en donde está circulando la energía y en donde se transforma y se consume. Las plantas no son en un 100% eficientes en el aprovechamiento de la energía que nos llega del sol, esa eficiencia solo es de un 6% para el espectro correspondiente a la luz visible. En sus procesos de desarrollo la planta debe consumir parte de la energía que produce,con lo cual deja disponible para los consumidores herbívoros una pequeña parte de la energía en forma de alimento.(pastos y forrajes y frutos de algunos arboles). Se calcula que del 100% de la energía que la planta produce aproximadamente entre el 80% y 90% los gasta como respiración fijando solamente el 10% restante en sus tejidos, lo cual es la base para la alimentación de los herbívoros. Las pérdidas de energía por respiración son similares en el resto de los organismos vivos,quedando solamente disponible para el nivel superior de la cadena trófica el 10% de la energía que ha captado del nivel que lo precede.
Esta propiedad de los niveles tróficos se conoce como ley del diezmo ecológico o ley del 10%;con base en ella podemos determinar la cantidad de energía a que tendrá acceso un determinado nivel si se conoce la que ha captado el nivel precedente. Si la productividad neta de un grupo de plantas es de 1.500 calorías, los organismos del segundo nivel solamente recibirán 150 calorías los del tercer nivel 15 y los del cuarto 1.5. Nótese como a medida que el nivel trófico es más alto, las cantidades disponibles de energía disminuyen, son menores. De esta observación podemos concluir que el número máximo de niveles en un ecosistema será de 4-5 pues la cantidad de energía a utilizar es mínima y no está fácilmente disponible y esto tiene sentido pues si los niveles fueran mayores la productividad neta del ecosistema rebasaría su capacidad de productividad neta haciendo un esfuerzo muy grande se perdería el equilibrio dinámico. Los descomponedores pueden estar en la cadena trófica como consumidores necrófagos que se encargan de la transformación de los cadáveres, al igual que de las heces y de los restos de materia orgánica. FLUJO ENERGETICO EN EL ECOSISTEMA.
Papel de los Organismos
Los organismos puede ser productores o consumidores en cuanto al flujo de energía a través de un ecosistema.
Los productores convierten la energía ambiental en enlaces de
carbono, como los encontrados en el azúcar glucosa. Los ejemplos más destacados de productores son las plantas; ellas usan, por medio
de la fotosíntesis, la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar). Las algas y las cianobacterias también son productores fotosintetizadores, como las plantas. Otros
productores son las bacterias que viven en algunas profundidades oceánicas. Estas bacterias toman la energía de productos químicos
provenientes del interior de la Tierra y con ella producen azúcares. Otras bacterias que viven bajo tierra también pueden producir azúcares usando la energía de sustancias inorgánicas. Otro término
para productores es autótrofos.
Los consumidores obtienen su energía de los enlaces de carbono originados por los productores. Otro término para un consumidor
esheterótrofo. Es posible distinguir 4 tipos de heterótrofos en base a lo que comen:
Consumidor Nivel trófico Fuente alimenticia
1. Herbívoros primario plantas
2. Carnívoros secundario o
superior animales
3. Omnívoros todos los niveles plantas y animales
4. Detritívoros --------------- detrito
El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando los autótrofos en la base. Un organismo
que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor
secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente.
Es importante observar que muchos animales no tienen dietas
especializadas. Los omnívoros (como los humanos) comen tanto animales como plantas. Igualmente, los carnívoros (excepto algunos muy especializados) no limitan su dieta sólo a organismos de un nivel
trófico. Las ranas y sapos, por ejemplo, no discriminan entre insectos herbívoros y carnívoros; si es del tamaño adecuado y se encuentra a
una distancia apropiada, la rana lo capturará para comérselo sin que importe el nivel trófico.
Flujo de Energía a través del Ecosistema
El diagrama anterior muestra como la energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen a través del
ecosistema. Debemos, primeramente, aclarar algunos conceptos. La
energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-
carbono. Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono se combina con el oxígeno para formar dióxido
de carbono (CO2). Este proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor. Las flechas
oscuras en el diagrama representa el movimiento de esta energía.
Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino
final de toda la energía es perderse en forma de calor. ¡La energía no se recicla en los ecosistemas!
Los nutrientes inorgánicos son el otro componente mostrado en el diagrama. Ellos son inorgánicos debido a que no contienen
uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son el fósforo en sus dientes, huesos y membranas
celulares; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en su sangre (para nombrar
solamente unos pocos nutrientes inorgánicos). El flujo de los nutrientes se representa con flechas claras. Observe que los
autótrofos obtienen estos nutrientes inorgánicos del 'almacen' de nutrientes inorgánicos (usualmente el suelo o el agua que
rodea la planta). Estos nutrientes inorgánicos son pasados de organismo a organismo cuando uno es consumido por otro. Al
final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito, alimento para los descomponedores. En esta etapa, la energía
restante es extraída (y perdida como calor) y los nutrientes
inorgánicos son regresados al suelo o agua para ser utilizados de nuevo. Los nutrientes inorgánicos son reciclados, la energía
no.
Para resumir: En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones:
1. La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol.
2. El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor.
3. La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un
organismo se come a otro. 4. Los descomponedores extraen la energía que permanece
en los restos de los organismos. 5. Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía
no.
2.4 Los ciclos biogeoquímicos.
. La materia circula desde los seres vivos hacia el ambiente abiótico, y viceversa. Esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos, que son los movimientos de agua, de carbono, oxígeno, nitrógeno,
fósforo, azufre y otros elementos que en forma permanente se conectan con los componentes bióticos y abióticos de la Tierra.
Las sustancias utilizadas por los seres vivos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos
por un largo período. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.
Nuestro planeta actúa como un sistema cerrado donde la cantidad de
materia existente permanece constante, pero sufre permanentes
cambios en su estado químico dando lugar a la producción de
compuestos simples y complejos. Es por ello que los ciclos de los
elementos químicos gobiernan la vida sobre la Tierra, partiendo desde un
estado elemental para formar componentes inorgánicos, luego orgánicos
y regresar a su estado elemental. En las cadenas alimentarias, los
productores utilizan la materia inorgánica y la convierten en orgánica,
que será la fuente alimenticia para todos los consumidores. La
importancia de los descomponedores radica en la conversión que hacen
de la materia orgánica en inorgánica, actuando sobre los restos
depositados en la tierra y las aguas. Esos compuestos inorgánicos
quedan a disposición de los distintos productores que inician
nuevamente el ciclo.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua,
oxígeno, carbono y nitrógeno. Gracias a estos ciclos es posible que los
elementos principales (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y
azufre) estén disponibles para ser usados una y otra vez por otros
organismos.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser gaseosos, sedimentarios y mixtos.
-Ciclos gaseosos
Los elementos casi siempre se distribuyen tanto en la atmósfera como en
el agua y de ahí a los organismos, y así sucesivamente.
Los elementos que cumplen ciclos gaseosos son el carbono, el oxígeno y
el nitrógeno.
La transformación de elementos de un estado a otro es relativamente
rápido.
-Ciclos sedimentarios
Son aquellos donde los elementos permanecen formando parte de la
tierra, ya sea en las rocas o en el fondo marino, y de ahí a los
organismos. En estos, la transformación y recuperación de estos
elementos es mucho más lenta. Ejemplos de ciclos sedimentarios son el
del fósforo y el del azufre.
-Ciclos mixtos
El ciclo del agua es una combinación de los ciclos gaseoso y
sedimentario, ya que esa sustancia permanece tanto en la atmósfera
como en la corteza terrestre.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua,
oxígeno, carbono y nitrógeno.
EL AGUA
Toda el agua de la Tierra forma la hidrosfera, que se distribuye en tres
reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera.
Entre estos reservorios existe una circulación continua. Alrededor del
70% de la superficie del planeta está cubierta por las aguas de los
océanos, lagos, ríos, arroyos, manantiales y glaciares. Al perforar el
subsuelo, por lo general se puede encontrar agua a profundidades
diversas (agua subterránea o mantos freáticos). La luz solar es la fuente
de energía térmica necesaria para el paso del agua desde las fases
líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen de las
circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven
las nubes.
Ciclo del agua
Los rayos solares calientan las aguas. El vapor sube a la troposfera en
forma de gotitas. El agua se evapora y se concentra en las nubes. El
viento traslada las nubes desde los océanos hacia los continentes.
Diagrama del ciclo del agua
A medida que se asciende bajan las temperaturas, por lo que el vapor se
condensa. Es así que se desencadenan precipitaciones en forma de lluvia
y nieve.
El agua caída forma los ríos y circula por ellos. Además, el agua se
infiltra en la tierra y se incorpora a las aguas subterráneas (mantos
freáticos). Por último, el agua de los ríos y del subsuelo desemboca en
los mares.
EL CARBONO
Es uno de los elementos más importantes de la naturaleza. Combinado
con oxígeno forma dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono
(CO).
La atmósfera contiene alrededor de 0.03 % de dióxido de carbono. Es el
elemento básico de los compuestos orgánicos (hidratos de carbono,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). El carbono también forma parte de
sales llamadas carbonatos, como el carbonato de sodio (Na2CO3) y el
carbonato de calcio (CaCO3), entre otras.
Ciclo del carbono
El carbono, como dióxido de carbono, inicia su ciclo de la siguiente
manera:
Durante la fotosíntesis, los organismos productores (vegetales terrestres
y acuáticos) absorben el dióxido de carbono, ya sea disuelto en el aire o
en el agua, para transformarlo en compuestos orgánicos. Los
consumidores primarios se alimentan de esos productores utilizando y
degradando los elementos de carbono presentes en la materia orgánica.
Gran parte de ese carbono es liberado en forma de CO2por la respiración,
mientras que otra parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los
carnívoros (consumidores secundarios), que se alimentan de los
herbívoros. Es así como el carbono pasa a los animales colaborando en la
formación de materia orgánica.
Los organismos de respiración aeróbica (los que utilizan oxígeno)
aprovechan la glucosa durante ese proceso y al degradarla, es decir,
cuando es utilizada en su metabolismo, el carbono que la forma se libera
para convertirse nuevamente en dióxido de carbono que regresa a la
atmósfera o al agua.
Los desechos de las plantas, de los animales y de restos de organismos
se descomponen por la acción de hongos y bacterias. Durante este
proceso de putrefacción por parte de los descomponedores, se
desprende CO2.
Diagrama del ciclo del carbono
En niveles profundos del planeta, el carbono contribuye a la formación de
combustibles fósiles, como el petróleo. Este importante compuesto se ha
originado de los restos de organismos que vivieron hace miles de años.
Durante las erupciones volcánicas se libera parte del carbono
constituyente de las rocas de la corteza terrestre.
Una parte del dióxido de carbono disuelto en las aguas marinas ayuda a
determinados organismos a formar estructuras como los caparazones de
los caracoles de mar. Al morir, los restos de sus estructuras se depositan
en el fondo del mar. Con el paso del tiempo, el carbono se disuelve en el
agua y es utilizado nuevamente durante su ciclo.
Los océanos contienen alrededor del 71% del carbono del planeta en
forma de carbonato y bicarbonato. Un 3% adicional se encuentra en la
materia orgánica muerta y el fitoplancton. El carbón fósil representa un
22%. Los ecosistemas terrestres, donde los bosques constituyen la
principal reserva, contienen alrededor del 3-4% del carbono total,
mientras que un pequeño porcentaje se encuentra en la atmósfera
circulante y es utilizado en la fotosíntesis.
EL OXÍGENO
La atmósfera posee un 21% de oxígeno, y es la reserva fundamental
utilizable por los organismos vivos. Además forma parte del agua y de
todo tipo de moléculas orgánicas.
Ciclo del oxígeno
El ciclo del oxígeno está estrechamente vinculado al del carbono, ya que
el proceso por el cual el carbono es asimilado por las plantas
(fotosíntesis) da lugar a la devolución del oxígeno a la atmósfera,
mientras que en el proceso de respiración ocurre el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno con notable interés indirecto para
los organismos vivos es su conversión en ozono (O3). Las moléculas de
O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se
rompen en átomos libres de oxígeno (O) que reaccionan con otras
moléculas de O2, formando ozono. Esta reacción se produce en la
estratosfera y es reversible, de forma que el ozono vuelve a convertirse
en oxígeno absorbiendo radiaciones ultravioletas.
EL NITRÓGENO
La reserva fundamental es la atmósfera, que está compuesta por un 78%
de nitrógeno. No obstante, la mayoría de los seres vivos no lo puede
utilizar en forma directa, con lo cual dependen de los minerales
presentes en el suelo para su utilización. En los organismos productores
el nitrógeno ingresa en forma de nitratos, y en los consumidores en
forma de grupos amino. Existen algunas bacterias especiales que pueden
utilizar directamente el nitrógeno atmosférico. Esas bacterias juegan un
papel muy importante en el ciclo al hacer la fijación del nitrógeno. De
esta forma convierten el nitrógeno en otras formas químicas como
amonio y nitratos, para que puedan ser aprovechadas por las plantas.
Ciclo del nitrógeno
Está compuesto por las siguientes etapas.
1- Fijación: se produce cuando el nitrógeno atmosférico (N2) es
transformado en amoníaco (NH3) por bacterias presentes en los suelos y
en las aguas. Las bacterias del género Rhizobium sp. viven en simbiosis
dentro de los nódulos que hay en las raíces de plantas leguminosas. En
ambientes acuáticos, las cianobacterias son importantes fijadoras de
nitrógeno.
2- Amonificación: es la transformación de compuestos nitrogenados
orgánicos en amoníaco. En los animales, el metabolismo de los
compuestos nitrogenados da lugar a la formación de amoníaco, siendo
eliminado por la orina como urea (humanos y otros mamíferos), ácido
úrico (aves e insectos) o directamente en amoníaco (algunos peces y
organismos acuáticos). Estas sustancias son transformadas en amoníaco
o en amonio por los descomponedores presentes en los suelos y aguas.
Ese amoníaco queda a disposición de otro tipo de bacterias en las
siguientes etapas.
3- Nitrificación: es la transformación del amoníaco o amonio (NH4+) en
nitritos (NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para
luego esos nitritos convertirse en nitratos (NO3–) mediante otras
bacterias del género Nitrobacter.
4- Asimilación: las
plantas toman el amonio (NH4+) y el nitrato (NO3–) por las raíces para
poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para
la síntesis de clorofila, de proteínas y de ácidos nucleicos (ADN y ARN).
Los consumidores obtienen el nitrógeno al alimentarse de plantas y de
otros animales.
5- Desnitrificación: proceso llevado a cabo por bacterias desnitrificantes
que necesitan utilizar el oxígeno para su respiración en suelos poco
aireados y mal drenados. Para ello, degradan los nitratos y liberan el
nitrógeno no utilizado a la atmósfera.
Diagrama del ciclo del nitrógeno
NITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de amoníaco en nitratos.
DESNITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de nitratos en nitrógeno.
AMONIFICACIÓN: transformación de los desechos orgánicos en amoníaco por los
descomponedores.
ASIMILACIÓN: absorción de nitratos y amonio por las raíces de las plantas.
FIJACIÓN: transformación bacteriana del nitrógeno atmosférico en amoníaco.
EL FOSFORO
La proporción de fósforo en la materia viva es bastante pequeña, pero el
papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos
como el ADN. Se encuentra presente en los huesos y piezas dentarias.
En la fotosíntesis y en la respiración celular, muchas sustancias
intermedias están combinadas con el fósforo, tal el caso del trifosfato de
adenosina (ATP) que almacena energía.
El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los
ecosistemas, porque su ciclo está muy relacionado con su movimiento
entre los continentes y los océanos.
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los
depósitos de rocas marinas. El fósforo se encuentra en forma de fosfatos
(sales) de calcio, hierro, aluminio y manganeso.
Ciclo del fósforo
La lluvia disuelve los fosfatos presentes en los suelos y los pone a
disposición de los vegetales. El lavado de los suelos y el arrastre de
los organismos vivos fertilizan los océanos y mares. Parte del fósforo
incorporado a los peces es extraído por aves acuáticas que lo llevan a la
tierra por medio de la defecación (guano). Otra parte del fósforo
contenido en organismos acuáticos va al fondo de las rocas marinas
cuando éstos mueren. Las bacterias fosfatizantes que están en los suelos
transforman el fósforo presente en cadáveres y excrementos en fosfatos
disueltos, que son absorbidos por las raíces de los vegetales.
Diagrama del ciclo del fósforo
EL AZUFRE
El azufre está presente dentro de todos los organismos en pequeñas
cantidades, principalmente en los aminoácidos (sustancias que dan lugar
a la formación de proteínas). Es esencial para que tanto vegetales como
animales puedan realizar diversas funciones. Las mayores reservas de
azufre están en el agua del mar y en rocas sedimentarias. Desde el mar
pasa a la atmósfera por los vientos y el oleaje.
Ciclo del azufre
Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones
volcánicas, de las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera,
llega a la tierra con las lluvias en forma de sulfatos y sulfitos. Su
combinación con vapor de agua produce el ácido sulfúrico. Cuando el
azufre llega al suelo, los vegetales lo incorporan a través de las raíces en
forma de sulfatos solubles. Parte del azufre presente en
los organismos vivos queda en los suelos cuando éstos mueren. La
descomposición de la materia orgánica produce ácido sulfhídrico, de mal
olor, devolviendo azufre a la atmósfera.
Diagrama del ciclo del azufre
.
-
.
2.5 CONSTITUYENTES DEL SUELO. FASE SOLIDA
2.5.1 Materia orgánica
2.5.3Evolución de los constituyentes orgánicos
La humificación es el proceso de formación del humus (es decir, conjunto
de procesos responsables de la transformación de la materia orgánica). La
transformación de la materia orgánica puede llegar a la destrucción total
de los compuestos orgánicos dando lugar a productos inorgánicos sencillos
como CO2, NH3, H20 etc y se habla, en este caso, del proceso de
mineralización.
Dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza de los restos
vegetales aportados dominará la humificación o la mineralización aunque
siempre se dan las dos procesos con mayor o menor intensidad.
La humificación es responsable de la acumulación de la materia orgánica
en el suelo mientras que la mineralización conduce a su destrucción.
En la transformación de los restos orgánicos se pueden diferenciar tres
etapas sucesivas.
i) Transformación química inicial, es una alteración que sufren los restos
vegetales antes de caer al suelo. Las hojas son atacadas por los
microorganismos, en el mismos árbol, y se producen importantes
transformaciones en su composición y estructura. Consiste en pérdida de
sustancias orgánicas y elementos minerales P, N, K, Na.
ii) Acumulación y destrucción mecánica. La hojarasca, ramas, tallos, etc, se
acumulan sobre el suelo y se van destruyendo mecánicamente,
fundamentalmente por la acción de los animales que reducen su tamaño, lo
mezclan con la fracción mineral y lo preparan para la posterior etapa.
iii) Alteración química. En esta etapa se produce una intensa
transformación de los materiales orgánicos y su mezcla e infiltración en el
suelo. Los restos orgánicos en el suelo pierden rápidamente su estructura
celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada
vez más negro, con una constitución y composición absolutamente distintos
de los originales. Poco a poco los restos transformados se van
desintegrando, difuminándose en el suelo y finalmente se integran
totalmente con la fracción mineral, formando parte íntima del plasma
basal del suelo.
Grafica con la micro-fauna del suelo.
El papel de los microorganismos es decisivo para el desarrollo de estos
procesos. Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de
energía (oxidan el C y lo devuelven a la atmósfera como CO2) y el
nitrógeno para incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de los
restos vegetales. El C en los restos vegetales es muy abundante,
aproximadamente del 58%. El N es elemento minoritario, por él entran en
competencia las raíces de las plantas y los microorganismos, por lo que
puede ser un factor limitante.
Relación C/N. Es un parámetro que evalúa la calidad de los restos
orgánicos de los suelos.
Cuando los restos orgánicos tienen una relación C/N de alrededor de 100 se
dice que la razón es alta. Es el caso de las espículas de los pinos. Como
contienen poco nitrógeno la actividad biológica es limitada. Se trata de una
vegetación acidificante.
Cuando C/N vale 30 los restos contienen suficiente nitrógeno para soportar
una intensa actividad microbiana. En este caso la vegetación es mejorante.
Cuando se incorporan los restos orgánicos al suelo se produce un intensa
actividad microbiana, debido a la abundancia de restos fácilmente
atacables. Después disminuye la actividad al ir quedando los restos más
estables que sólo pueden ser descompuestos por los organismos más
agresivos. Al principio actúan hongos, después las bacterias y por último
los actinomicetos.
Los restos orgánicos se transforman muy rápidamente comparados con la
fracción mineral, por ello la velocidad de formación del horizonte A es
mayor que la del horizonte Bw. La velocidad de descomposición depende
del tipo de resto vegetal aportado y del medio.
El fin inexorable de todos los compuestos orgánicos del suelo es su
mineralización, por tanto sus destrucción. Pero muchos compuestos son lo
suficientemente estables como para permanecer en cantidades suficientes
en los suelos (su descomposición se compensa con los aportes). Los
compuestos húmicos pueden tener una vida media de cientos a miles de
años.
La humificación, enormemente compleja, se desarrolla en tres fases
fundamentales.
i) Degradación de la moléculas. Las macromoléculas de los restos orgánicos
(celulosa, almidón, pectina, lignina, proteínas, glucosa, grasas, ceras, etc)se
fragmentan a formas más sencillas, más cortas. Los polímeros se
transforman en monómeros. A esta etapa se le llama despolimerización
enzimática o humificación directa.
ii) Oxidación de los compuestos aromáticos con formación de quinonas.
iii) Condensación, polimerización y fijación de nitrógeno, formando
aminoácidos y péptidos, para originar los ácidos húmicos. En esta fase los
compuestos orgánicos sencillos formados en la etapa anterior se
reorganizan, conservando sus estructuras orgánicas para dar nuevo
polímeros más estables. Es la fase de polimerización biológica o
humificación indirecta. Para que se desarrolle es imprecindible la
actuación de las bacterias.
La existencia de factores limitantes (ausencia de agua, baja temperatura,
acidez, carencia de nitrógeno, encharcamiento permanente, etc)
obstaculizará en gran medida la correcta evolución de los restos orgánicos.
Definición de suelo: Edafológicamente el suelo se define como un cuerpo
natural, formado a partir de una mezcla variada de minerales
meteorizados y de materia orgánica en descomposición, que cubre la tierra
en una capa delgada, y que cuando contiene cantidades apropiadas de
agua y de aire ofrece soporte mecánico y sustento para las plantas.
Mapa conceptual formación de los suelos.
.
TERCERA UNIDAD: COMUNIDAD Y SUCECIONES VEGETALES.
. Objetivos (Específicos).
1. Relacionar el concepto de comunidad con el de sucesiones
vegetales. Lo anterior para instrumentalizar procesos de
enriquecimiento en la estructura de estos ecosistemas.
2. Desarrollar destrezas analíticas para conocer una comunidad en un
momento cualquiera de su desarrollo y poderlo comparar con otras
poblaciones para intervenirlo positivamente.
3. Generar la competencia en el estudiante para que realice trabajos de
análisis estructural de ecosistemas, e inventarios de especies
vegetales con técnicas de muestreo.
4. Suministrar información teórico práctica que habilite al estudiante en
metodologías de evaluación ecológica y silvicultura de ecosistemas
boscosos.
El bosque además de regular el clima, las aguas y ser nicho de especies de fauna y flora,
es dador generoso de alimentos y fábrica de suelo, oxigeno, agua, nitrógeno, fosforo entre
otros; es la expresión de la grandeza de su diseñador el Arquitecto Universal
3.1 LA COMUNIDAD:
Conjunto de plantas y animales que se interrelacionan entre sí y con el
medio ambiente, pueden ser naturales o artificiales cuando hay interacción
del hombre ejemplo: cultivos.
La comunidad natural es dinámica, experimenta cambios, en el suelo, su
composición florística y faunística y en el clima que puede conformar un
micro clima. Este proceso puede seguirse a través de cuatro etapas más o
menos definidas que en su conjunto se conocen como la sucesión SERAL
en su orden son:
Grafica N. Sucesiones Vegetales.
1. Comunidad pionera.
2. Bosque secundario temprano.
3. Bosque secundario tardío
4. Climax.
En la gráfica anterior observa la sucesión ecológica que es un proceso que
se da tras las interacciones entre los factores bióticos y abióticos en el
tiempo, y en un sitio determinado que dan lugar a la formación de un
ecosistema.
La biomasa del ecosistema va aumentando al haber cada vez más
organismos, los cuales otorgan más peso al medio en materia viva o
muerta (hojarasca, restos de animales, etc.…)
La producción aumenta puesto que al haber más organismos hay más
cantidad de energía que fluye en el medio (más árboles que realizan la
fotosíntesis y más animales que se alimenten aumentaran la producción)
La productividad no deberá ser excesivamente alta, más bien baja puesto
que la producción será menor que la biomasa del medio.
El conjunto de vegetales que se encuentran normalmente en un
determinado paraje forman un agrupamiento, una comunidad, que cuando
mantiene relaciones estrechas de continuidad se conoce con el nombre de
asociación. Son, sobre todo, las condiciones climático-edáficas las que
determinan el grupo de plantas que pueden resistir o están adaptadas a ese
lugar y que deben poder vivir, además, unas en compañía de las otras.
Estas asociaciones pueden estar en equilibrio con el medio, o ser sólo un
eslabón en una serie que conduce a la asociación estable u óptima. Esta
estabilidad en el ambiente considerado se conoce con el nombre de clímax.
En el clímax, aunque existe competencia, ésta se halla equilibrada y no
destruye la normal composición de la asociación.
El conjunto de seres que se encuentran en un determinado ambiente,
relacionados entre sí por exigencias ecológicas, forma una biocenosis, y el
medio ambiente en que ésta se desarrolla constituye un biotopo. La
biocenosis, con sus posibles asociaciones subordinadas y las características
ambientales del biotopo, están englobadas en lo que se denomina
ecosistema.
Taller N.1
QUÉ REPRESENTA LA IMAGEN?
Observa la imagen y contesta a las preguntas:
1. ¿Qué proceso natural representa la imagen? 2. ¿Cómo varían los parámetros tróficos a lo largo del tiempo? 3. ¿En qué etapa abundarán los r-estrategas? ¿En cuál los k-estrategas? 4. Si hubiese un incendio que destruyese todo el estrato arbóreo y arbustivo, ¿cómo evolucionaría el ecosistema de nuevo? Razona tu respuesta
1. Comunidad pionera:
En ésta fase inicial, la vegetación tiene carácter colonizador, compuesto
por pocas especies de pocas familias, pero representadas por muchos
individuos lo que les da un carácter homogéneo. Para cumplir esta función
colonizadora estas especies tienen características como: Alta producción
de semillas, se presenta en grandes cantidades, alta viabilidad, largos
periodos de latencia, generalmente es pequeña y para su dispersión se
ayuda con estructuras aladas o vellosas, lo que la hace fácilmente
transportable por el viento, por la lluvia o los animales (aves, roedores,
insectos);algunas han desarrollado mecanismos muy particulares que
facilitan cualquiera de las funciones de transporte y germinación. Hojas
grandes de color brillante, lámina foliar delgada tienen la capacidad de una
alta actividad fotosintética, se denominan MEGÁFILAS. Sus tallos
presentan rápido crecimiento, si se trata de especies leñosas, la madera es
porosa de baja densidad, su raíz es generalmente superficial y muy
ramificada tratando de cubrir la mayor área posible, lo que le facilita la
obtención de nutrientes y humedad. Las familias mas representativas son:
Gramíneas,
Compositae,Moraceae,Ulmaceae,Euforbiaceae,Piperaceae,Bombacaceae,M
elastomataceae.
Clima: En la comunidad pionera clima y microclima se identifican, en una
palabra: no existe el microclima, la vegetación recibe directamente los
rayos solares, hay grandes cambios diarios en la humedad relativa y
temperatura, soporta directamente la acción del tiempo, La precipitación
afecta en forma directa.
Suelo: Los suelos jóvenes motivo de colonización, generalmente son
pobres en nutrientes, poca cantidad de materia orgánica, baja capacidad de
retención del agua, hay muy poca cantidad de compuestos estables,
expuestos a la erosión eólica e hídrica, poca actividad biológica pues tanto
hongos como bacterias se ven limitada en especies y número de
individuos, esto a que el material parental apenas inicia el proceso de
meteorización, resulta muy compacto dificultando la penetración de la raíz.
Generalidades: Se estima que tiene una duración entre 3 y 20 años,
dependiendo principalmente de la temperatura y la precipitación. Es
homogénea y al final de esta sucesión se torna de difícil transitar, son
comunes las lianas y vejucos rastreros herbáceos, vegetación coetánea;
las especies son heliófilas y su proceso concluye cuando el dosel o
cobertura se cierra.
Pequeños organismos y animales.: En las primeras fases del proceso
abundaran los r-estrategas puesto que el hábitat les es favorable para
desarrollarse ( no necesitan grandes recursos para crear un aumento
explosivo de su población puesto que suelen ser de pequeño tamaño)
Bosque secundario Temprano:
Ecosistema que se está regenerando a partir de una alteración sustancial
(inundación, quema agrícola, incendio forestal, limpieza de terrenos,
aprovechamiento extensivo, etc. ). Se caracteriza por la poca cantidad
de árboles maduros. Tiene una abundancia de especies de rápido
crecimiento y una espesa vegetación formada por matas y arbustos.
Existen los bosques secundarios tempranos y los tardíos; los primeros
son más jóvenes en edad que los últimos.
En razón a las condiciones de clima y suelo hay cambios en la
composición florística, la comunidad muestra gran cantidad de especies
representadas por pocos individuos lo que da una apariencia de
heterogeneidad; en términos generales se presentan así: Semillas grandes
mediana viabilidad, latencia de periodos no mayores de 90 días, se
dispersan por la acción de la gravedad, de animales como aves, roedores,
primates, estimulado por lo apetitoso de los frutos. Cuando en el pionero la
semilla tiene por objetivo la colonización, en el secundario su objetivo es el
de la conservación de la especie.
Hojas: Presentes en grandes proporciones de tamaño generalmente
pequeño, color verde oscuro, gruesas, en algunos casos apergaminadas,
La mayor actividad fotosintética la desarrollan aquellas que se encuentran
en la canopia mientras que aquellas que se encuentran en las ramas
inferiores sufren marchitamiento experimentando una poda natural por
ausencia de luz.
Tallo: Experimenta un crecimiento menos rápido que las especies de la
sucesión vegetal pionera, en su mayoría son especies leñosas cuya madera
es dé % de densidad entre 0.5-0.6
Raiz: Presenta pocas ramificaciones con dos a tres principales, pivotantes
que profundizan un metro o más dando solidez y anclaje a los árboles.
Suelo: Fácil de encontrar gran cantidad de compuestos estables, y de
hojarasca como aporte orgánico del suelo en su proceso de mineralización,
importante el aporte de nitrógeno que ha sido incorporado al suelo por este
medio y por la actividad bacteriana que la toman de la atmosfera y luego la
fijan. La capacidad de retención de la humedad se ha aumentado por el
incremento de la materia orgánica. Presencia de r-estrategas que son:
hongos, bacterias encargados de procesar la materia orgánica, así como
también pequeños líquenes y musgos encargados de guardar humedad y
realizar procesos fotosintéticos, generalmente se ubican en la parte aérea
de tallos y ramas de arbustos y árboles y en el suelo pegados a las rocas.
Pequeños organismos y animales: En las fases en el que el ecosistema ya
sea más o menos estable y esté desarrollado abundarán los k-estrategas,
los cuales ya pueden obtener grandes recursos para realizar sus funciones
(aunque cabe recordar que en un hábitat desarrollado aunque abunden los
k-estrategas siguen existiendo los r-estrategas).
Si hubiese un incendio forestal: el ecosistema sufriría un proceso de
sucesión secundaria, en el que entraría en un periodo de regresión hasta
que las condiciones le vuelvan a ser favorables para poder desarrollarse de
nuevo, si las condiciones son exactamente las mismas que en el primer
proceso de desarrollo (misma temperatura, precipitaciones, misma calidad
del suelo…etc.) volverá a ser el mismo ecosistema con los mismos
organismos integrados en ella; si no es así, se desarrollará pero en otro
tipo de ecosistema con otro tipo de organismos.
Clima: Se conforma un microclima donde los máximos de temperatura y
humedad relativa disminuyen y los mínimos aumentan, es decir tienden a
ser constantes.
La insolación afecta la canopia y muy poca de esta radiación llega al suelo,
el viento es neutralizado por la misma comunidad vegetal. La precipitación
no causa impacto directo al suelo, por, lo que los procesos erosivos por
acción hídrica se neutralizan. Él agua de escorrentía tiene un movimiento
relativamente lento y buena parte de ella se almacena
Generalidades: Ésta porción de seres puede durar entre 100 y 200 años,
vegetación heterogénea, fácil de transitar ha desaparecido la vegetación
del sotobosque, las especies son esciofitas es decir crecen a la sombra de
sus primeros estadios el brinsal, se presentan lianas y bejucos de tipo
arborícola muchos de ellos lignificados.
Bosque Secundario Tardío
En esta fase la vegetación logra su máxima complejidad florística, la
estratificación es completa(pisos de vegetación) hay utilización eficiente de
los recursos por lo que se afirma que tienden a un equilibrio dinámico de
sus componentes, los individuos se encuentran en su máximo desarrollo,
algunos de ellos alcanzan los 30 metros o más de altura y DAP superior a
los dos metros, paralelamente al componente vegetal se desarrolla la
fauna, qué depende de la parte vegetal en lo que se refiere a la provisión de
alimento, abrigo y protección, los nichos ecológicos prácticamente están
ocupados. Para esta comunidad también existirá: complejidad faunística,
el microclima estrá establecido y el suelo altamente evolucionsdo,las
especies que se encuentran son las mismas del secundario temprano pero
adecuadamente distribuidas en familias como:
Lauraceae,Lecitidaceae,Anacardiaceae,Meliaceae,Bignoniaceae,Sapotaceae
,y muchas más.
Comunidad Clímax.
En ecología, el concepto de clímax viene determinado por la situación más
estable a la que es capaz de llegar un ecosistema. La etapa final de una
sucesión vegetal es el climax..Se establece esta condición cuando al
desaparecer un individuo solo puede aparecer otro de igual característica
como reemplazo..
Una comunidad clímax o vegetación potencial es aquella comunidad que
puede desarrollarse estable y sosteniblemente bajo las
condiciones climáticas y edáficas que prevalecen en un estado avanzado
de sucesión ecológica.
El clímax de una comunidad se da cuando ésta llega al estado de desarrollo
estable en que hay poco crecimiento biomásico y donde los organismos
están más especializados, mejor adaptados y más organizados; es decir, la
comunidad está madura y hace un uso óptimo del espacio y la energía,
estableciéndose un equilibrio dinámico entre los organismos y el medio
ambiente. Normalmente presenta una amplia variedad de especies y nichos
ecológicos. Asimismo, una comunidad madura presenta mayor tolerancia a
los cambios producidos por los fenómenos naturales. En cambio, una
comunidad joven, recién instalada es más susceptible a los cambios y
fácilmente puede ser alterada en su composición.
Un bosque o una selva son ejemplo de comunidades clímax, maduras y
estables; y un desierto o un río caudaloso son ejemplos de comunidades
inestables, poco maduras.
Las comunidades clímax pueden ser edafófilas, si están condicionadas por
la humedad edáfica o climatófilas si lo están por el macroclima
Tipos de comunidades clímax.
Comunidad clímax ideal: la que habría si ninguna acción humana
hubiera tenido jamás lugar.
Comunidad clímax potencial: la que habría donde hubiera cesado toda
acción humana desde varios siglos atrás, sin cambiar el clima.
Comunidad real la que existe actualmente.
Paraclímax: comunidad que, como consecuencia de condiciones
edáficas extraordinarias, difiere de la clímax potencial regional y ya no
continua desarrollándose.
3.2 Análisis estructurales de una comunidad.
Para conocer una comunidad en un momento cualquiera de su
desarrollo y poderlo comparar con otras o consigo misma en cualquier
etapa de la sucesión vegetal se hace análisis estructural de la
comunidad, comprende el estudio de caracteres cuantitativos y
cualitativos; dentro de los cualitativos se determina:
1. Número de individuos (abundancia y densidad).
2. Frecuencia.
3. Expansión que puede ser horizontal
(Cobertura), aérea (volumen), biomasa (peso).
Dentro de los cualitativos se determina:
1. Sociabilidad.
2. Estratificación.
3. Vigor.
4. Fenología o periodicidad.
Como en algunos casos resulta imposible ponderar todos los individuos
de una comunidad, se debe entonces recurrir a una muestra que
necesariamente debe de ser representativa del conjunto, se plantea
entonces tres interrogantes:
1. Cual es el tamaño de la muestra.
2. Una vez institucionalizada como una parcela, qué tamaño y forma
debe tener.
3. Donde la debemos ubicar.
Para establecer el tamaño, se recurre a un sistema empírico
denominado curva de especie aérea, qué se establece a partir del
número de especies encontradas en una parcela pequeña a la que
posteriormente se va aumentando el área y relacionando con el número
de especies encontradas.
La muestra puede repartirse en una o varias parcelas de acuerdo a la
experiencia del investigador que en ultimas decide el mas conveniente.
Generalmente de forma rectangular en cualquier tipo de topografía, o
circular cuando la topografía es ondulada. Si es rectangular también se
sugiere que sea de 10xL
Si el área es circular R= raíz cuadrada del área dividida por Pi.
Ejemplo: 1000/3.14=17.85 metros. Luego el radio de la circunferencia
corresponderá a este valor.
La parcela en su ubicación debe evitar áreas cercanas a las corrientes
de agua, lugares que hayan sufrido incendios, el ataque de alguna plaga
o enfermedad drástica, sitios donde se presenten procesos erosivos o
deslizamientos de tierra o aquellos donde ocurra afloramientos de la
roca madre, tampoco en espacios de transición entre dos comunidades
vegetales, se evitaran los bordes o mejor la periferia, se sugiere que sea
hacia el centro teniendo en cuenta lo ya anotado.
Caracteres cuantitativos.
1. Número de individuos (abundancia y densidad).
El número de individuos es el simple conteo físico en la parcela de los
individuos de la comunidad, la abundancia es la comparación entre el
número de individuos de una especie, con el número de individuos de
las otras especies presentes y la densidad es el número de individuos
de una especie por unidad de área.
2. Frecuencia.
Número de sub-parcelas en las que se halla presente una especie, lo
anterior requiere la división de la parcela que debe ser en partes iguales
en tamaño y forma. Puede ser expresada en %. Ver el siguiente ejemplo
mediante esquema.
00AXX +++A00 XX 000 + AX AXX 0 A
+++XX 000XXX ++000 A XX0A AAA 00000 XX 0X+
Especies (S.p) Frecuencia (Fr)
0 20 20/16
X 17 17/16
+ 10 10/16
A 9 9/16
Para facilidad en los cálculos y trabajo de campo se sugiere que la
parcela se divida en cien partes o números sub-multiplos de cien
ejemplo:50,25.una vez expresado el % la frecuencia puede ser dividida
en categorías. Ver ejemplo:
Categorias Porcentaje (%)
A 0-20
B 21-40
C 41-60
D 61-80
E 81-100
En un ejemplo hipotético las frecuencias encontradas en una especie
de esa comunidad de bosque muy húmedo tropical fueron de:
7,15,30,42,90,8,16,72,15,36,42,2,95,97,14,8,50,20,27,30
0-20--------------------------9x5=45%
21-40------------------------4x5=20%
41-60------------------------3X5=15%
61-80------------------------1x5=5%
81-100----------------------3x5=15%
.
CUARTA UNIDAD: LA CUENCA HIDROGRAFICA COMO UNIDAD DE
PLANIFICACIÓN TERRITORIAL.
. Objetivos (Específicos).
2. Relacionar el concepto de cuenca hidrográfica con el de unidad de
planificación territorial. Lo anterior para instrumentalizar procesos de
manejo y conservación de cuencas hidrográficas.
3. Desarrollar destrezas analíticas para identificar, conocer, y delimitar
una cuenca hidrográfica. Contextualizar la cuenca hidrográfica
abastecedora de agua a la ciudad de Neiva denominada Rio de las
Ceibas.
4. Generar competencias en el estudiante para que realice trabajos de
planificación territorial utilizando como unidad de planificación la
cuenca hidrográfica.
5. Suministrar información teórico práctica que habilite al estudiante en
metodologías de evaluación y diagnóstico de una cuenca
hidrográfica.
LAS CUENCAS HIDROGRAFICAS DELIMITAN EL TERRITORIO Y SON ECOSISTEMAS ESTRATEGICOS.
4.1 Definición de cuenca Hidrográfica:
Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje
natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus
aguas a un único lago endorreico.
Es el área de la superficie terrestre drenada por un único sistema fluvial. Sus límites
están formados por las divisorias de aguas que la separan de zonas adyacentes
pertenecientes a otras cuencas fluviales.
La línea divisoria, término que se aplica a una cordillera o terreno elevado que separa dos
sistemas fluviales. Las precipitaciones que caen en una ladera de la divisoria fluyen a un
sistema fluvial, mientras que las que caen en la otra ladera discurren por una cuenca fluvial
distinta. Un claro ejemplo de ello es la cadena montañosa de los Andes, que separa, en
Sudamérica, los ríos que desembocan en el Pacífico de los que desembocan en el Atlántico.
Generalidades.
Las cuencas pueden considerarse como sistemas abiertos en los que es posible
estudiar los procesos hidrológicos; se llama sistema abierto al conjunto de
elementos y alteraciones interrelacionadas que intercambian energía y
materia con las zonas circundantes. La medición y análisis cuantitativo de sus
características hidrográficas se denomina morfometría de la cuenca. Por este
motivo, lacuenca representa la unidad fundamental empleada en hidrología, la
ciencia que se ocupa del estudio de las diferentes aguas en el medio ambiente
natural. Constituye uno de los rasgos principales del paisaje, cuyo proceso de
formación en la mayoría de los continentes está determinado por la erosión
fluvial y el transporte y deposición de sedimentos. Ésta es la razón por la que
las cuencas también son la unidad básica de estudio de la geografía física.
El estudio de las cuencas permite mejorar la evaluación de los riesgos de ins a
que es posible medir la entrada, acumulación y salida de sus aguas y planificar
y gestionar su aprovechamiento analíticamente, se considera que la
administración integrada de las cuencas es el mejor método para el desarrollo
de los recursos hidrológicos y la regulación de los ríos.
4.2 TIPOS DE CUENCAS
Existen cuencas de muy distinta extensión: desde las oceánicas, que
representan las mayores cuencas del planeta, hasta las de áreas reducidas
recorridas por pequeñas corrientes.
Tenemos entre las cuencas:
cuencas subterráneas, de drenaje, hidrológicas e hidrográficas.
CUENCAS HIDROGRAFICAS
Unidad natural definida por la existencia de la divisoria de las aguas en un
territorio dado. Las cuencas hidrográficas son unidades morfográficas
superficiales. Sus límites quedan establecidos por la divisoria geográfica
principal de las aguas de las precipitaciones; también conocido como
"parteaguas". El parteaguas, teóricamente, es una línea imaginaria que une los
puntos de máximo valor de altura relativa entre dos laderas adyacentes pero
de exposición opuesta; desde la parte más alta de la cuenca hasta su punto de
emisión, en la zona hipsométricamente más baja. Al interior de lascuencas se
pueden delimitar subcuencas o cuencas de orden inferior. Las divisorias
que delimitan las subcuencas se conocen como parteaguas secundarios.
4.3 IMPORTANCIA DE LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS
Las cuencas hidrográficas son algo más que sólo áreas de desagüe en o
alrededor de nuestras comunidades, son necesarias para dar apoyo al habitad,
para las plantas y animales, y proporcionan agua potable para las personas y la
vida silvestre, también nos proporcionan la oportunidad para divertirnos y
disfrutar de la naturaleza. La protección de los recursos naturales,regulan el
clima y el ciclo hidrológico.
Las cuencas hidrográficas se pueden subdividir en tres zonas de
funcionamiento hídrico principales: Figura 3.
Zona de Cabecera de las Cuencas Hidrográficas: garantizan la captación inicial
de las aguas y el suministro de las mismas a las zonas inferiores durante todo
el año. Los procesos en las partes altas de la cuenca invariablemente tienen
repercusiones en la parte baja dado el flujo unidireccional del agua, y por lo
tanto toda la cuenca se debe administrar como una sola unidad.
Zonas de Cabecera y Captación: Transporte en condiciones de Cuencas
Semiáridas. Cuando un territorio posee un elevado porcentaje en este tipo de
paisajes, se propicia una alta fragilidad hidro-ecologica.
Zonas de Emisión de los Acuíferos: Las lagunas costeras regulan el
funcionamiento de los ecosistemas marinos adyacentes. Los manglares están
considerados entre los ecosistemas más productivos y la actividad
socioeconómica asociada a los mismos abarca actividades forestales,
pesqueras, turístico-recreativas y otras.
FUNCIONES DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
Los procesos de los ecosistemas que describen el intercambio de materia y
flujo de energía a través de la vinculación de los elementos estructurales del
ecosistema pueden ser vistos como un sistema: Dentro de la cuenca, se tienen
los componentes hidrológicos, ecológicos, ambientales y socioeconómicos,
cuyas funciones a continuación se describen:
Función Hidrológica
1. Captación de agua de las diferentes fuentes de precipitación para formar el
escurrimiento de manantiales, ríos y arroyos.
2. Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempos de duración.
3. Descarga del agua como escurrimiento.
IMPLICACIONES ECOLÓGICAS DE LA CUENCA
Al interior de la cuenca, el agua funciona como distribuidor de insumos
primarios (nutrientes, materia orgánica, sedimentos) producidos por la
actividad sistémica de los recursos. Este proceso modela el relieve e influye en
la formación y distribución de los suelos en las laderas, y por ende en la
distribución de la vegetación y del uso de la tierra.
La utilización del agua entra con frecuencia en conflicto con la conservación
del medio ambiente y la biodiversidad. Dada la extraordinaria riqueza de
recursos bióticos e hídricos de la cuenca y la degradación a la que están siendo
sometidos, el análisis de la relación entre la gestión de los recursos hídricos y
la del medio ambiente deben ser considerados como prioridad a la hora de
realizar planes de manejo y conservación de una cuenca hidrográfica.
MAPAS CONCEPTUALES.
El río Magdalena nace en el extremo suroccidental del país, a 3.685 metros de
elevación, en la laguna de la Magdalena, localizada a los 01º 55’ 40” de latitud
norte y 76º 35’ 08” de longitud oeste, ubicada en una pequeña planicie del
Páramo de las Papas, correspondiente al Macizo colombiano, en el
Departamento del Huila. Su longitud, según la fuente, varía de 1.528 a 1.600
km, de los cuales 886 son navegables. En el Estrecho, el lugar donde el río es
más angosto, mide 2.20 metros de ancho y en el municipio de Plato,
Magdalena, tiene una anchura de 1.073 metros. Vierte sus aguas en el mar Caribe
en el sitio conocido como bocas de Ceniza.
A los ríos les corresponde un área que capta las aguas lluvias y en donde se
llevan a cabo los procesos del ciclo hidrológico. Hasta hace poco tiempo el país
se encontraba dividido en vertientes, hoyas y cuencas (y subcuencas si se
quería un mayor nivel de desagregación). En épocas recientes también se
mencionan como cuencas de primer, segundo y tercer nivel, según su orden de
magnitud. En la actualidad, la Resolución Nº 337 de 1978 del Ideam, oficializó
la Zonificación Hidrográfica conformada por áreas, zonas y subzonas y llega
hasta estos tres niveles.
CONCEPO DE VERTIENTE: Vertiente hidrográfica es un conjunto de cuencas
hidrográficas cuyos ríos con sus afluentes desembocan en un mismo mar y en
ocasiones, en un mismo lago, especialmente, si es de superficie considerable. Es
un concepto cuya utilidad se debe a que integra ríos con características similares
y cuyo estudio, por lo tanto, puede tener ciertas aplicaciones interesantes en el
análisis espacial tanto de países individualmente considerados como
de continentes, sobre todo, en lo que se refiere al inventario de recursos.
VERTIENTES PRINCIPALES DE COLOMBIA.
