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Ecosistemas: Producción primaria y flujos de energía.
Ecosistemas.- Aunque no se comportan como verdaderos “sistemas”(no tienen fronteras definidas ni se encuentran en equilibrio), aprendemos más de ellos siguiendo los flujos que contemplando suorganización completa (Strong, 2008).
Ecosistema: La unidad básica de la naturaleza que incluye a la comunidad más todos los factores físicos que influyen en ella.
Ecosistema
Comunidad Ambiente Físico
Seres vivosFormada por
Energía
Materia
Requieren
Luz
Compuestos minerales
CO2
Oxígeno
Compuesto por
Proveen o limitan
El estudio de los ecosistemas involucra el análisis de los Flujos de energía, agua y nutrientes prestando atención a los procesos físicos, químicos y biológicos.
Producción primaria:
Líneas azules=materia
Líneas rojas=energía
•Es la fijación de energía que realizan los autótrofos en un ecosistema.
•P.P. Bruta.- Energía total fijada por los autótrofos (unidades de C/unidad de área o volumen/unidad de tiempo).
•P.P. Neta.- Es la energía real disponible para el siguiente nivel trófico (P.P. Bruta –Respiración) incluyendo excreción y biosíntesis.
Cuales son los patrones espaciales y temporales de la variación de la P.P.en los ambientes terrestres y marinos?
Producción primaria: escala global del ambiente terrestre
•La mayor P.P. se presenta en regiones templadas y húmedas.
•Factores físicos como la temperatura y la humedad regulan su P.P..
•Se correlaciona con la evapotranspiración real (f(Temp. y humedad)).
Relación de la P.P. con la evapotranspiración:
La evapotranspiración explica una proporción importante de los cambios globales en la P.P.
entre diversos ecosistemas.
Pero en un mismo sistema existen cambios debidos a otros factores regionales.
Diferencias en la escala regional (este-oeste en pradera central)
Además de la temperatura y la humedad, sabemos que otros factores determinan la producción primaria.
Producción primaria
Luz CO2 Nutrientes Agua
Cualquiera de estos elementos que falte, va a limitar la producción primaria
¿Cuál(es) de ellos explicará(n) las diferencias este-oeste?
requiere
Ley del mínimo: la velocidad de un proceso va a estar definida por aquél elemento que esté menos disponible
Factores químicos.- Las diferencias en la fertilidad del sueloexplican las variaciones regionales este-oeste en la P.P..
En diversos sistemas terrestres: Nitrógeno seguido por fósforo handemostrado ser limitantes.
Producción primaria en sistemas acuáticos:
•El fósforo ha demostrado ser importante en lagos.
•Comparados con los lagos, los océanos son limitados por el nitrógenoseguido por el fierro, sílice y el fósforo.
•Globalmente la mayor P.P. de los océanos se presenta en las zonas con mayor disponibilidad de nutrientes (costas y zonas de surgencias).
Experimentos para determinar la limitancia de nutrientes: …. añadir nutrientes y comparar crecimientos.
Producción primaria en sistemas marinos:
Trópicos:Siempre limitados por nutrientes
Zonas templadas:Nutrientes limitantes al final del verano, limitados por luz en otoño-invierno
Polos:Mayormente limitados por luz.
Y la luz?..Cambios temporales en la P.P.:
La luz es limitante a profundidad.
•La influencia de los factores físicos y químicos en la P.P. y su desencadenamiento hacia niveles tróficos superiores es conocida como un control de “abajo hacia arriba” (Bottom-up).
•Pero también los consumidores pueden ejercer control sobre la producción primaria ejerciendo un control de “arriba hacia abajo” (Top-down).
•Experimentos en lagos han demostrado los efectos mediante la remoción de un pez piscívoro (Carpenter y Kitchell, 1993).
• Estos efectos han sido bautizados como “cascadas tróficas”. Generalmente reportadas para sistemas acuáticos pero también presentes en los ambientes terrestres.
Influencia de los consumidores en la P.P.:
Los flujos de energía se analizan y simplifican estudiando su paso entre niveles tróficos
El número máximo de niveles es limitado por la baja eficiencia en la transferencia de energía (aprox. 10%).
Dinámica trófica
•Producción mundial de túnidos (1990): 2,975,000 tons = 0.1g C/m2
de océanos
•0.1 atunes
•1.0 peces pelágicos
•10 zooplancton
100 g C/m2 de fitopláncton se requieren para sostener la pesquería mundial de túnidos
Ejemplo de la limitación de una pesquería
El hombre como un consumidor superior: ejemplos pesqueros
•Porcentajes altos de P.P. con flujos antropogénicos.
•Efectos en poblaciones, comunidades y ecosistemas…...