TEMA 7- PERTORBACIONS I RESILIÈNCIA (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura ecologia de comunitats i ecosistemes
Año del apunte 2017
Páginas 6
Fecha de subida 07/05/2017
Descargas 3
Subido por

Vista previa del texto

1 TEMA 7- PERTORBACIONS I RESILIÈNCIA Pertorbació: acció exercida sobre un sistema (en el nostre cas ecosistema) que determina la seva simplificació estructural i funcional (porta associada un alliberament d’energia que impacte el sistema).
Ve contraposat a l’efecte que té la successió secundària. La seva diferència és la velocitat de canvi: la pertorbació passa molt ràpid i la successió passa molt lent.
Tipologies de pertorbacions: Segons les seves causes:   Abiòtiques: foc, sequeres, inundacions, vent, huracans, tornados ,esllavissades/allaus glaceres, tempestes de gel i/o neu erupcions volcàniques, terratrèmols, tsunamis, fluctuacions del nivell de l’aigua, processos costaners...
Biòtiques: Epidèmies i malures en general. Eclosió massiva d’insectes (per exemple defoliadors), animals excavadors (talps,...), castors, humans...
Un altre eix de classificació en funció de l’origen de la pertorbació en relació a l’ecosistema pertorbat són: pertorbacions endògenes envers pertorbacions exògenes, però les fronteres de vegades no són clares.
Incendis: part de l’anergia que s’allibera és energia que estava emmagatzemada al sistema.
Tenen un component endogen important. Produeix també un canvi estructural i de distribució dels elements: es dóna un volatilització de CO 2, H2O2, SO2 i NO2. Es depositen cendres al sòl que provoquen un augment del pH i una disminució de la MO i poden ser arrossegades pel vent o per l’aigua enduent-se ions del sòl(lixiviació).
Vent: porta associada energia cinètica que pot impactar els ecosistemes.
Sequera: provoca danys tant per les poques precipitacions com per l’increment de la demanda tròfica ja que disminueix la matèria primària.
Malures i plagues: ex: la processionària és una eruga que afecta a les pinedes.
Una pertorbació pot donar predisposició a patir una altre: les diferents pertorbacions estan interconnectades. Ex: un bosc que pateix sequera és més susceptible a patir un incendi. Ç Règim de pertorbacions: patró espacio-temporal de la incidència de pertorbacions en un ecosistema o una àrea geogràfica determinada.
Caracterització del règim de pertorbacions: • • • • • • la seva distribució espacial la seva freqüència o nombre mitjà durant un període determinat l'interval de retorn, que és l'invers de la freqüència o el temps mitjà transcorregut entre dues pertorbacions el període de rotació o temps mitjà necessari perquè una pertorbació afecti una àrea determinada el percentatge de superfície afectada respecte de la total la intensitat o força física de la pertorbació i la severitat de l'impacte sobre els organismes, la comunitat o l'ecosistema.
2 Amb logaritmes s’aconsegueix una relació lineal, sinó és exponencial. Les pertorbacions menys freqüents són les que tenen més energia associada, i les més freqüents porten poca energia associada.
Hipòtesi de la pertorbació intermèdia: les pertorbacions afecten la riquesa d’espècies, la biodiversitat és màxima a nivells intermedis de pertorbació.
Resiliència: capacitat d’un ecosistema per recuperar la seva estructura i funció després d’una pertorbació (destrucció de biomassa) o estrès (limitació de la producció).
La pèrdua de resiliència en la proximitat al tipping point: llindar pel qual un sistema pot fer un canvi sobtat perdent l’estat d’equilibri, es pot entendre a partir de la representació de camps d’estabilitat.
Es poden representar intuïtivament com el comportament d’una pilota que es trobés en una superfície que té valls i carenes: La mida de les concavitats poden representar el nivell de certesa amb el que la pilota tornarà a lloc sense saltar la carena i sortir de la vall (capacitat d’absorbir pertorbacions sense canviar d’estat).
El pendent, profunditat de la vall, representa la velocitat amb la que retorna al seu lloc d’equilibri desprès d’una pertorbació.
3 -Sistema amb alta resiliència: torna a l’estat inicial ràpidament després d’una pertorbació.
- Sistema amb baixa resiliència: fàcilment es desplaça cap a un nou estat, té poca força per recuperar-se després d’una pertorbació (en aquest cas, després de les pertorbacions no dominen les mateixes espècies.
La taxa de recuperació després d’una petita pertorbació (c,d) es una mesura de l’estabilitat local de un equilibri.
Possibles maneres en els quals els estats d’equilibri dels ecosistemes poden variar degut a canvis de condicions com per exemple la càrrega de nutrients, el nivell d’explotació o l’increment de temperatura.
En el cas a y b, només un equilibri existeix per a cada condició. Però, si la corba d’equilibri es plega cap enrere (c), tres equilibris poden donar-se per una mateixa condició. Això es pot veure amb les fletxes que indiquen la direcció del canvi, que en aquest cas d’equilibris, la secció de línia discontínua representa un estat inestable essent la frontera entre les valls d’atracció dels dos estats estables alternatius en la branca superior i inferior.
Una pertorbació pot provocar passar d’un estat a un altre estat d’equilibri en un ecosistema que té més d’un estat possible.
Les condicions externes afecten la resiliència a les pertorbacions dels ecosistemes amb múltiples estats estables.
Dues maneres de desplaçar-se i passar als estats estables alternatius: • Si el sistema és a la branca superior, però proper al punt F2 de bifurcació, un petit canvi d’increment de les condicions pot portarlo més enllà de la bifurcació i induir un desplaçament catastròfic cap a l’estat estable alternatiu de la part inferior ('forward shift'). Si s’intenta restaurar el sistema a l’estat de la branca superior revertint les condicions, els sistema mostra histèresis. El desplaçament de retorn (‘backward shift’) només és possible si les condicions es reverteixen tan com per arribar a l’altre punt de bifurcació F1.
• Una pertorbació (fletxa negra) pot també induir un desplaçament cap l’estat d’equilibri alternatiu si és tan gran com per portar al sistema més enllà de la frontera del punt d’atracció de la vall de l’altre estat alternatiu.
A mesura que ens apropem al tipping point augmenta la desviació estàndard.
4 Un sistema molt estable, amb alta resiliència, té poca variabilitat i de seguida té tendència a tornar al seu estat d’equilibri. En canvi si el sistema no és favorable, té poca resiliència i per tant més variabilitat i si el sistema es pertorba li costa tornar a l’estat d’equilibri.
Si a un sistema se li extreu un 10% de la seva biomassa pot evolucionar:   Equilibrant-se ràpidament: sistema amb alta resiliència.
Li costa tornar a l’equilibri pot anar a un nou punt: sistema amb baixa resiliència.
Diferents estats per diferents ecosistemes: 1. Estats possibles 2. Causes: fan que el sistema pugui canviar d’estat.
3. Esdeveniments que provoquen el salt de l’equilibri.
4. Sistemes alternatius Ex: estat d’un lloc amb caròfits al fons. Normalment hi ha poc P i llavors hi ha poc fitoplàncton de manera que l’aigua és transparent i la radiació arriba al fons als caròfits. Però si augmenta la concentració de P (per agricultura, fertilitzants...) augmenta el plàncton i llavors arriba poca radiació i no hi ha caròfits.
Si volem recuperar l’estat anterior on hi havia caròfits, el camí de tornada no és igual al d’anada: és dóna una histèresis; s’ha de reduir molt més la concentració de P que la que hi havia a l’inici per a que els caròfits puguin tornar a viure.
5 Ex: en un llac que hi hagi turbidesa és bo perquè vol dir que hi ha més nutrients i per tant hi pot haver més vegetació però s’arriba a un punt on el creixement impedeix que hi arribi prou llum i disminueix la vegetació.
Segons la disponibilitat de precipitació el sistema pot abandonar un estat de pluviïsilva per passar a una sabana i aquest a on sistema de gramínies.
Ex: coralls. Avui en dia els coralls estan perdent la viabilitat per l’acidificació dels oceans i altres causes perdent la seva abundància.
Alguna causa és els booms d’estrelles de mar o la sobrepesca. La pressió de la pesca modifica la xarxa tròfica produint un canvi d’estat de coralls per a macroalgues. I si continua la pressió de la pesca es pot passar a un sistema heterotròfic (sense productors primaris) o arribar fins i tot a l’extinció.
A mesura que augmenten les causes es van passant per diferents estats en un mateix lloc. Cada cop el sistema és més inestable i és més fàcil passar a un nou estat.
Resiliència després dels incendis: El “xoc tèrmic” depèn del temps d’exposició a les altes temperatures durant l’incendi i pot determinar la supervivència.
Els individus poden superar el foc amb:   Protecció (suro) Capacitat de rebrot (estructures on s’acumulen reserves de midó com rizomes) Les llavors superen el foc amb:   Germinació de llavors ja presents al sòl Germinació dels individus presents abans del foc Les pertorbacions poden provocar un canvi d’espècies si aquestes no poden rebrotar.
Si ens fixem en la resposta de regeneració desprès del foc trobem:     Espècies facultatives Obligats de llavors: aquests només persisteixen a nivell d’espècies per llavors, pel qual estan especialitzats en el reclutament post incendi.
Espècies que no persisteixen després del foc Rebrotadors obligats: les llavors no resisteixen el foc i el reclutament és durant el període inter-foc.
Dos tipus de resiliència:   Resiliència in situ: ecosistema on major part de les espècies tenen capacitat de rebrotar (resistir a la pertorbació). Es dóna una autosuccessió de les espècies.
Resiliència per migració: es dóna quan un sistema ha estat arrasat (volcà) i les espècies que hi havia colonitzen un nou lloc.
La capacitat de rebrot no sempre va lligada a incendis. També pot anar lligada a l’herbivoria.
6 Diferents estratègies: Ulex Parviflorus crema molt fàcilment produint incendis allà on es troba. Com que s’ha hagut d’adaptar a la situació protegeix les llavors i cada cop que es crema apareixen nous individus de les llavors (no rebrota sinó que floreixen nous individus).
Quercus coccifera: quan es crema rebrota pels rizomes.
Alzina surera: es protegeix del foc amb el suro.
Factors que influencien el grau d’impacte del foc sobre la vegetació i la seva recuperació:        Mida i forma de l’àrea afectada (continuïtat, topografia, heterogeneïtat) Intensitat del foc Estació de l’any de l’incendi Freqüència del foc Influència humana Espècies presents que poden cremar durant l’incendi Condicions climàtiques (vent, humitat relativa,…) Com mesurar la resiliència, per exemple, en el cas dels incendis? Utilitzant indicadors:     Cobertura vegetal del sòl Recuperació de la biomassa i mineralomassa Distribució, riquesa, coincidència d’espècies presents abans Recuperació de l’estructura de la capçada S’ha donat una sabanització de la pluviïsilva per culpa dels incendis i per els efectes de sequera del niño i a sobre s’ha intensificat per la introducció de bestiar a les zones menys arbustives.
...