DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Pilar Sanroque (prof. Biologia i Geologia IES Alcalans Montserrat)

L’ENERGIA I LA MATÈRIA EN ELS ECOSISTEMES FLUX D’ENERGIA Q: perdues en forma de calor R.O: restes orgànics

Flux d’energia i cicles de matèria en un ecosistema

PARÀMETRES TRÒFICS

BIOMASSA (B): Quantitat de matèria orgànica acumulada en un individu, nivell tròfic, població o ecosistema.

• Unitats: g, kg o tones de m.o. seca per unitat de superficie o volum

PRODUCCIÓ (P): Quantitat d’energia emmagatzemada en forma de biomassa en cada nivell tròfic per unitat de temps Producció= Biomassa/ temps

Producció primària (PP): la dels productorsProducció secundària (PS): la dels consumidorsProducció neta (PN)= Producció bruta (PB) – Respiració (R) • P8: PPB• R: respiració• I: ingerit• A: assimilat (PSB)• NU: no utilitzat• NA: no assimilat• PS1 PS2: PSN de consumidors 1º i 2º

PRODUCTIVITAT (p): rendibilitat d’un nivell tròfic o ecosistema• Productivitat (p)= (producció neta (PN)/ Biomassa (B)) x 100• La productivitat mesura el creixement i velocitat de renovació d’un ecosistema• Un ecosistema clímax té una productivitat baixa . El creixement de la biomassa

s’estabilitza i es manté més o menys constant• El fitoplancton té una productivitat molt alta perquè es renova molt rapidament

LES PIRÀMIDES TRÒFIQUES:Representen els paràmetres tròfics i les relacions tròfiques en l’ecosistema

A cada nivell tròfic li correspon una barra de la mateixa altura i amplaria proporcional al paràmetre que estem representan

PIRÀMIDES DE NOMBRES PIRÀMIDES DE BIOMASSA

• PIRÀMIDS D’ENERGIA (PRODUCCIÓ)

ELS CICLES BIOGEOQUÍMICS: La matèria es troba tant als éssers vius com en el medi i circula a través de la biocenosi i del biotop seguint recorreguts que

anomenem CICLES BIOGEOQUÍMICS

• CICLE DEL CARBONI: Què signifiquen les fletxes?

• CICLE DEL NITROGEN: Què signifiquen les fletxes?

• CICLE DEL NITROGENEstà controlat per BACTERIS de distints tipus: fixadors del N2 atmosfèric,

descomponedors dels compostos orgànics dels éssers vius (nitrificants) i desnitrificants (tornen part del nitrogen a l’atmosfera)

• Com creus que l’incendi altera els cicles biogeoquímics dels ecosistemes? Què passarà amb el cicle del carboni?

EUTROFITZACIÓ• És una forma de contaminació de les aigües causada per excés de nutrients

(fosfats i nitrats)• Les algues proliferen (augment de la PPN) i no deixen passar la llum dins de

l’aigua. Moren altres algues i éssers vius. S’esgota l’oxigen• La matèria orgànica dins de l’aigua es descomposa i dona lloc a gasos que fan

mala olorCAUSES: • Excés de fertilitzants i adobs en zones agrícoles• Eliminiació de residus orgànics de granges i piscifactories

• EUTROFITZACIÓ

Aquest DIAGRAMA CAUSAL representa l’EUTROFITZACIÓ. Explica’l tenint en compte que els signes + representen que els dos factors varien en el mateix sentit i els signes – signifiquen que els dos factors varien de forma inversa

LA SUCCESSIÓ ECOLÒGICA: És el conjunt de canvis que es produeixen en l’ecosistema al llarg del temps.

Es succeeixen una serie de ETAPES diferents

CANVIS AL LLARG DE LA SUCCESSIÓ:• Augmenta la BIODIVERSITAT• Augmenta la COMPLEXITAT del ecosistema (xarxes tròfiques, relacions

interespecífiques…)• La BIOMASSA augmenta molt al principi i despés s’estabilitza • L’ENERGIA s’aprofita cada vegada amb més eficàcia• Disminueix la PRODUCTIVITAT• Augmenta l’ESTABILITAT de l’ecosistema front a pertorbacions (s’autoregula)

COMUNITAT CLÍMAX: És l’etapa d’equilibri més estable a la que pot arribar un ecosistema al final de la

successió. No és substituïda per cap altra etapa

• El tipus de clímax que pot assolir un ecosistema depèn de les condicions del medi Per exemple:• Bosc mediterrani• (Font Roja, Alcoi)

• Selva amazònica • (clima tropical)

• • Escull de coral

• Bosc caducifoli• (clima atlàntic)

Si es produeix alguna alteració que fa que l’ecosistema retrocedeixca a etapes anteriors de la successió, diem que s’ha

produit una REGRESSIÓ

Exemples de regressió són:•Incendis•Deforestació•Agricultura i posterior abandonament de cultius

TIPUS DE SUCCESSIONS: PRIMÀRIES I SECUNDÀRIES

• SUCCESSIÓ PRIMÀRIA: Comença en un lloc on NO HI HA SÒL ni ha sigut colonitzat per cap ser viu. És molt LENTA. Les primeres espècies són PIONERES o COLONITZADORES (molses i líquens…)

Ex.- Una illa volcànica que s’acaba de formar

• SUCCESSIÓ SECUNDÀRIA: Es produeix quan hi ha una pertorbació que causa una REGRESSIÓ en un ecosistema preexistent. Sí que hi ha sòl

Ex.- Recuperació d’un bosc després d’un incendi

LES POBLACIONS EN ELS ECOSISTEMES: AUTOREGULACIÓDINÀMICA DE POBLACIONS

• POBLACIÓ: Conjunt d’individus de la mateixa espècie que viuen en un ecosistema determinat Ex.- població de pi blanc (Pinus halepensis) del ecosistema de la Serreta o les zebres del Serengueti (Africa)

• RESISTÈNCIA AMBIENTAL: Conjunt de factors biòtics i abiòtics que limiten el creixement d’una població

• Nomena possibles factors de resistència ambiental• DINÀMICA DE POBLACIONS: Part de l’ecologia que estudia els canvis en la

grandària de les poblacions al llarg del temps en unes condicions ambientals determinades. Estudia per exemple la natalitat, mortalitat de la població etc i es fan CORBES DE CREIXEMENT

CORBES DE CREIXEMENT

• CORBA EN J: Correspon a un creixement EXPONENCIAL de la població en un ecosistema ideal amb RECURSOS IL.LIMITATS. No es pot mantindre indefinidament

• CORBA EN S: Correspon a CONDICIONS NATURALS REALS amb RECURSOS

LIMITATS. El creixement és exponencial fins que la RESISTÈNCIA AMBIENTAL frena el creixement

LA CAPACITAT DE CÀRREGA DE L’ECOSISTEMA (K): És el màxim nombre d’individus d’una població que es pot mantindre més o menys estable sense que el medi es degrade. El creixement de la població té fluctuacions al voltant de K. Es diu que el creixement de la població està en equilibri i és estacionari

Què passa amb la població humana?Hem sobrepassat la capacitat de càrrega del planeta?

Hi hauran suficients recursos al 2050?El 30 d’octubre de 2011 arribarem a 7000.000.000 habitants

ESTRATEGIES DE REPRODUCCIÓ• ESTRATEGUES DE LA r (r és el potencial biòtic): Són oportunistes, pioneres,

colonitzadores després d’una catastrofe en l’ecosistema. Molts descendents però no els cuiden

Migració de la papallona Monarca

Propàguls de la Kalanchoe

• ESTRATEGUES DE LA K (K és la capacitat de càrrega): Molt adaptats a un entorn estable. Especialistes. Vida llarga. Poca descendència però ben cuidada

Les espècies que apareixen després del foc, seran estrategues de la “r” o de la “K”?

CANVIS ANTRÒPICS EN L’ECOSISTEMA:RECURSOS NATURALS I IMPACTES AMBIENTALS

RECURS NATURAL: És tot alló que els éssers humans prenem de la Natura per a satisfer les nostres necessitats o per obtindre beneficiTIPUS:• Energètics• Matèries primeres: minerals, fibres, pell,…• Alimentaris: agricultura, ramaderia, pesca…• Hídrics• TerritoriSegons la disponibilitat:• RENOVABLES: Es regeneren a escala de temps humana Ex.- biomassa, energia solar, eòlica…• NO RENOVABLES: No es regeneren a escala de temps humana Ex.- petroli, carbó, gas natural, urani…

IMPACTE AMBIENTAL: És qualsevol alteració en el medi ambient provocada per l’activitat humana

• Impactes positius: Milloren el medi Ex.- reforestació, recuperació de llocs contaminats etc

• Impactes negatius: Deterioren el medi -Crema de combustibles fòssils EFECTE HIVERNACLE I CANVI CLIMÀTIC -Contaminació de l’aigua, l’aire i el sòl PERDUA DE RECURSOS NATURALS -Agricultura intensiva, pasturatge excessiu, desforestació, incendis,

urbanització DEGRADACIÓ I PERDUA DE SÒL (DESERTIFICACIÓ) -Sobreexplotació de recursos, destrucció d’habitats, introducció d’espècies PERDUA DE BIODIVERSITAT I EXTINCIÓ D’ESPÈCIES

IMPACTESAMBIENTALS

EL SÒL COM A ECOSISTEMA• EL SÒL és la capa superficial i transformada de l’escorça terrestre

• LA FORMACIÓ DEL SÒL es fa per la transformació de les roques a causa del clima i l’activitat dels éssers vius. També influeix la forma del terreny, per exemple la pendent.

• És un procés molt lent (milers d’anys) i per això considerem que EL SÒL ÉS UN RECURS NO RENOVABLEExplica amb les teues paraules el que estàpassant en aquestes imatges

EL PERFIL DEL SÒL• Amb el pas del temps, el sòl desenvolupa un conjunt de capes que tenen

diferents característiques. Cada capa s’anomena HORITZÓ i el conjunt d’elles és el PERFIL DEL SÒL

Els edafòlegs estudien el sòl i caracteritzen el perfil

EL SÒL COM A ECOSISTEMA

• Podem considerar al sòl com un ecosistema• BIÒTOP DEL SÒL: Sòlids (arena, llim, argila), líquids (aigua amb sals), i gasosos

(aire als porus). Té una tº, humitat, salinitat, composició gasosa etc

BIOCENOSI DEL SÒL: Aporten al sòl matèria orgànica• Plantes que creixen sobre el sòl• Mamífers menuts• Anèl.lids• Insectes• Aràcnids• Fongs i bacteris etc

EROSIÓ DEL SÒL I DESERTIFICACIÓ

• La destrucció del sòl per erosió es pot accelerar molt a causa d’algunes accions humanes (recordeu que és un recurs natural no renovable)

incendissobrepastura

conreus abusius

urbanització i obres públiquestala de boscos

EROSIÓ DEL SÒLQuan el sòl s’erosiona, tarda milers d’anys en recuperar-se

ESPAIS NATURALS PROTEGITS: Són àrees poc transformades per les persones, que tenen unes característiques ecològiques, paisatgístiques etc molt interessants i que

cal conservar• Els diferents tipus d’espais protegits es diferèncien en el GRAU DE PROTECCIÓ i

en l’administració (nacional, autonòmica etc) que els gestiona• Alguns exemples d’espais protegits són: PARCS NACIONALS PARCS NATURALS

Albufera de València

“Cola de caballo” en Ordesa- Monte Perdido

RESERVES DE LA BIOSFERA: Són àrees que ha seleccionat la UNESCO en tot el mon dins del programa MAB (Man And the Biosphere). Tenen tres objectius

• CONSERVACIÓ de paisatges, ecosistemes i biodiversitat. Hi ha una zona nucli que no ha sigut practicament alterada pels humans

• Ser un exemple de DESENVOLUPAMENT ECONÒMIC SOSTENIBLE fent possible que la població de la zona utilitze els recursos naturals sense esgotar-los ni degradar-los.

• Donar suport a ACTIVITATS D’INVESTIGACIÓ I EDUCACIÓ en temes de conservació i gestió sostenible de recursos

Espanya és un pais on hi ha més de 40 reserves de la Biosfera

• Algunes Reserves de la Biosfera són:Picos de Europa (Cantabria, Asturias y León) Doñana (Andalucia)

Cabo de Gata (Almeria) La Palma (Canàries)