TEMA 16 ECOLOGÍA (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 3º curso
Asignatura ECOLOGÍA
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 01/05/2016
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Unybook: Egarciamarin TEMA 16. PRODUCCIÓN PRIMARIA Y FLUJO DE ENERGÍA INTRODUCCIÓN: PRODUCCIÓN PRIMARIA: fijación de la energía por los autótrofos del ecosistema  fotosíntesis.
 Tasa de producción primaria: cantidad de energía fijada por los autótrofos durante un periodo determinado de tiempo.
 Producción primaria bruta: cantidad total de energía fijada por autótrofos.
 Producción primaria neta: cantidad de energía que queda cuando los autótrofos han cubierto sus necesidades metabólicas.
NIVEL TRÓFICO: posición en una red trófica determinada por el número de transferencias de energía desde los productores primarios hasta el nivel actual:     Productores primarios ocupan el primer nivel.
Consumidores primarios ocupan el segundo nivel.
Consumidores secundarios ocupan el tercer nivel.
Consumidores terciarios ocupan el cuarto nivel.
En rojo y descontinuo vemos como la energía va de unos estadios a otros, pero también se pierde en cada uno de los niveles.
En azul vemos el ciclo de la materia, que empieza siendo transformada de inorgánica a orgánica, y acaba pasado a ser de orgánica a inorgánica.
En el caso de las comunidades terrestres, todos los métodos se basan en la ecuación de la fotosíntesis (CO2 + H2O + luz  C6H12O6 +O2): 1- Cambio CO2 atmosféricos: el CO2 disminuirá cuando hay mucha actividad primaria  fácil de detectar cuando hay turbulencias en una atmósfera.
Esto se realiza por el día, pues por la noche se da la respiración, es decir, quemar la glucosa para dar CO2 y ATP.
1 Unybook: Egarciamarin 2- CO2 marcado radiactivamente: marcamos el CO2 con radiación y se ven cuántas se ven fijadas en la planta.
3- Cosecha: pesar la cosecha para ver lo nuevo que se ha producido  usado para determinados ecosistemas, como el de pradera. Se cogerían diversas zonas delimitadas y se estudian subunidades al azar para que sean representativas del conjunto. Mediríamos la biomasa transcurrido ese año, y se le restaría la inicial, siendo el resultado la diferencia de biomasa (esto estaría en unas unidades diferentes a las anteriores).
La producción primaria de la pradera sería la diferencia entre la biomasa medida en un terreno determinado antes y después de que haya transcurrido el año. Aunque, tendríamos que tener en cuenta factores como: depredación (vertebrados e invertebrados), variables ambientales, incendios, plagas, biomasa de las raíces y el peso seco o húmedo (una vez cortada, se ha de secar para que el peso sea siempre el mismo).
En el caso de las comunidades acuáticas: 1- Balance de O2: el oxígeno se disuelve en agua después de que lo expulsen las plantas.
El método trabaja con una botella clara por la que pasa la luz y se realiza la fotosíntesis, y de una botella oscura que se tapa. Se mide el oxígeno en todas ellas y se hace una media  debe ser muy parecida entre ellas. Transcurrido un tiempo, se mide el oxígeno final en cada botella: en la clara habrá más oxígeno al realizar la fotosíntesis, mientras que la negra dependerá de la cantidad de consumidores que hay, pero en principio disminuirá o se quedará igual.
Se restarán lo final menos lo inicial de la botella clara, y corresponderá a la producción primaria neta (PPN) que se ha producido.
Para la botella oscura, se restará la inicial menos la final para hallar el valor de la respiración (R).
Sumando la PPN con la R, se obtendrá la producción primaria bruta (PPB).
A esto habría que tener en cuenta: la cantidad de bacterias, si hay depredación, si hay descomponedores, etc.
2- CO2 marcado radiactivamente: las plantas toman el CO2 disuelto marcado y se analizan pasado un tiempo.
PRODUCCIÓN PRIMARIA TERRESTRE Y EVAPOTRANSPIRACIÓN: es la cantidad de agua que toman y eliminan a través de los estomas, es decir, que se evapora dirección a la atmósfera.
Rosenzweig estimó la influencia de la humedad y de la temperatura sobre las tasas de producción primaria representando la relación entre producción primaria neta annual y la evapotranspiración real (AET) anual = cantidad de agua anual que se evapora y transpira desde un paisaje.
Ecosistemas secos y fríos tienden a tener baja AET = desiertos  donde más se produce es en el bosque tropical, debido a que tienen la temperatura y la humedad óptima para su crecimiento.
Generalmente, hay una relación positiva entre producción primaria y AET.
2 Unybook: Egarciamarin Sala encontró una variación este-oeste en producción primaria correlacionada con precipitación.
PRODUCCIÓN PRIMARIA TERRESTRE: PATRONES GLOBALES: efecto de la latitud (temperatura) modulado por el relieve, agua y disponibilidad de nutrientes.
Las zonas con mayor producción primaria se encuentran en los trópicos y en el ecuador, además de que están bañadas por el océano (en su mayoría), por lo que la humedad y la temperatura están más reguladas.
FERTILIDAD DEL SUELO: variaciones significativas en la producción primaria en ecosistemas terrestres pueden ser explicadas por las diferencias en la fertilidad del suelo. Los más importantes son el N y P, pues se requieren en grandes cantidades, es decir, son los nutrientes limitantes.
Shaver y Chapin encontraron que en suelos árticos la producción primaria neta (PPN) era dos veces mayor en parcelas fertilizadas que en otras no fertilizadas, demostrando la importancia que tienen los nutrientes limitantes.
Bowman sugirió que el N era el principal nutriente limitando la PPN en una pradera seca de la tundra, y que N y P juntos limitaban la producción en una pradera húmeda.
3 Unybook: Egarciamarin PRODUCCIÓN PRIMARIA ACUÁTICA: PATRONES GLOBALES: en rojo tenemos las zonas más productivas  distribución por elevada disponibilidad de nutrientes, debido a que son los limitantes = se encuentran en las costas por plataformas continentales someras y por la desembocadura de los ríos. A excepción de los puntos que se encuentran en medio del mar, que son por las corrientes (afloramientos = por la acumulación de organismos muertos = fertiliza las capas superficiales).
PATRONES: varios estudios han demostrado interrelaciones cuantitativas entre el fósforo y la biomasa de fitoplancton. Y varios apoyan la generalización que la disponibilidad de nutrientes controla la tasa de producción primaria en ecosistemas de agua dulce.
Experimento clásico  lago con dos cubetas separados por una pared de plástico = mismas características, pero a uno se le añade fósforo y al otro no.
Aumento muchísimo la producción de biomasa al principio, es decir, cuando se le añade el fósforo  luego desciende de golpe por falta de fósforo y vuelve a aumentar cuando desciende el número de algas (se ve por el descenso de la biomasa).
Graneli obtuvo resultados que sugerían que la tasa de PP (producción primaria) en el Mar Báltico estaba limitada por los nutrientes  un incremento en los nutrientes 4 Unybook: Egarciamarin producía un aumento en la concentración de clorofila a  N parecía ser el nutriente limitante. También depende de la localización (desembocaduras, floraciones).
Dillon y Rigler sugieren que hay otros factores ambientales además de la disponibilidad de nutrientes que influyen de forma importante sobre la biomasa de fitoplancton  destaca intensidad de la depredación del zooplancton.
PRODUCCIÓN PRIMARIA LAGOS: Carpenter propuso que los peces piscívoros (los que comen peces) y planctívoros pueden causar importantes efectos sobre la producción primaria.
Carpenter y Kitchell propusieron que la influencia de los consumidores sobre la productividad primaria se propaga a través de la red trófica. Puesto que visualizaron los efectos de los consumidores desde la parte alta de las redes tróficas hasta la base, llamaron a estos efectos sobre las propiedades del ecosistema “cascadas tróficas”. Este modelo se centra en los efectos de los consumidores sobre los procesos del ecosistema, como la producción primaria, y no en sus efectos sobre la diversidad de las especies.
La cascada puede realizarse de dos maneras:  Control Bottom-Up (desde abajo): influencia de los factores físicos y químicos (nutrientes) de un ecosistema.
 Control Top-Down (desde arriba): influencia de los consumidores.
Los autores interpretaron la cascada de la siguiente forma: los piscívoros se alimentaban de peces planctívoros e invertebrados. Debido a la influencia de los piscívoros sobre los planctívoros, los primeros afectan a las poblaciones de zooplancton. Al reducir las poblaciones de peces planctívoros, los piscívoros disminuyen la presión de alimentación sobre el zooplancton y sus poblaciones. El zooplancton de tamaño grande, la presa preferida de los planctívoros, pronto domina la comunidad de zooplancton. Una densa población de zooplancton grande reduce la biomasa de fitoplancton y, por consecuente, la tasa de producción primaria.
Esto también se ha visto en tierra  se eliminan los herbívoros, aumenta la vegetación demasiado.
PRODUCCIÓN GLOBAL: aunque una tercera parte sea tierra en el planeta, tiene dos tercios de la producción primaria global, aunque cabe destacar que la producción primaria de los océanos, pese a ser menor, también es muy importante debido a su gran extensión.
Las productividades más altas marinas son las zonas de afloramiento y los lechos de algas y arrecifes, pero son zonas muy pequeñas en comparación con el océano abierto, que es donde menor producción hay.
5 Unybook: Egarciamarin INFLUENCIA DE LOS CONSUMIDORES: PRODUCCIÓN PRIMARIA EN EL SERENGETI (SAHARA): McNaughton estimó que los herbívoros del Serengeti consumen un promedio del 66% de la producción primaria  zonas de grandes cantidades de herbáceas. Encontró que los herbívoros pueden incrementar la producción primaria.
La tasa de producción primaria en el Serengeti está correlacionada positivamente con la precipitación. Además, se produce una mayor tasa de crecimiento cuando:  Crecimiento compensatorio: cuando se corta, crece más rápido.
 Menor tasa de respiración debido a la menor biomasa: plantas gastan menos en sí mismas.
 Menor autosombreado: si está cortada, a todas les llegan mejor.
 Mejor balance hídrico debido a la menor superficie foliar: la raíz es la misma, pero hay menos hojas, por lo que toca a más agua por hoja.
Además, McNaughton encontró mayor crecimiento compensatorio a intensidades intermedias de herbivoría. Pero, una herbivoría baja es insuficiente para producir crecimiento compensatorio, mucha reduce la capacidad de recuperación de las plantas = perturbaciones intermedias.
Separó zonas, impidiendo que entraran grandes herbívoros en unas y dejando libres las otras  biomasa aumenta en las zonas que habían sido pastoreadas (por lo que es más productiva), y disminuye en las que habían sido cercadas.
Se observaba mayor herbivorismo intermedio.
biomasa en VISIÓN TRÓFICOS-DINÁMICA DEL ECOSISTEMA: Lindeman concluyó que el concepto de ecosistema es fundamental para el estudio de la dinámica trófica, que definió como la transferencia de energía de una parte a otra del ecosistema.
Sugirió que se deberían agrupar los organismos dentro de un ecosistema en niveles tróficos. Cada uno se nutre del nivel inmediatamente inferior y según se transfiere la energía de un nivel a otro ésta se degrada debido a: asimilación limitada, respiración de los consumidores y producción de calor.
La calidad de la energía disminuye con cada sucesivo nivel trófico, además de que la distribución de la energía entre niveles tróficos tiene forma de pirámide.
FLUJO DE ENERGÍA EN UN BOSQUE TEMPLADO DE HOJA CADUCA: se va perdiendo energía conforme aumenta el nivel trófico, es decir, que al nivel más alto le llegará una pequeñísima parte de la energía inicial.
6 Unybook: Egarciamarin IDENTIFICACIÓN DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA: a partir del estudio del contenido estomacal de un organismo que no son digeridos, al menos por completo, se puede saber sobre su alimentación (peces, organismos terrestres).
Otra técnica es el uso de isótopos estables. Uno de los más usados es el Nitrógeno 15 debido a que tiene una proporción determinada en la atmósfera, por lo que es estable, es decir, posee una firma isotópica  cuando entra a formar parte de los organismos, se produce un sesgo (no toman igual de igual manera), pero se acumula (no es radioactivo)  se conoce lo que pasa de un nivel a otro (entre 2 y 3).
EFICIENCIAS: EFICIENCIA DE CONSUMO (EC): es el porcentaje de la producción total en un nivel trófico (Pn-1) que es ingerida por el nivel trófico superior (In): 𝐸𝐶 = ( 𝐼𝑛 ) 𝑥 100 𝑃𝑛−1 EFICIENCIA DE ASIMILACIÓN (EA): es el porcentaje de la energía alimenticia (An) que llega al intestino de los consumidores pertenecientes a un determinado nivel trófico (In): 𝐸𝐴 = ( 𝐴𝑛 ) 𝑥 100 𝐼𝑛 EFICIENCIA DE PRODUCCIÓN (EP): es el porcentaje energía asimilada (An) que es incorporada a la nuva biomasa (Pn): 𝐸𝑃 = ( 𝑃𝑛 ) 𝑥 100 𝐴𝑛 EFICIENCIA DE LINDERMAN (EL): es otra forma de medir la eficiencia de consumo: 𝐸𝐶 = ( 𝐴𝑛 ) 𝑥 100 𝐴𝑛−1 7 Unybook: Egarciamarin 8 ...

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