Curso de ECOLOGIA 2013

Bienvenidos

Facultad de Ciencias Agrarias

Universidad Nacional de Mar del Plata

Equipo Docente:

Laterra, Pedro (Prof. Asoc.)

Vignolio, Osvaldo (Prof.Adj.)

Herrera, Lorena (Ayte. 1ª)

Petigroso, Lucas (Ayte. 1ª)

Velazquez, Luciano (Ayte. 1ª)

Arricar, Macarena (Ayte.2da.)

Díaz, Valeria (Ayte.2da.)

Prof. Responsable:

Fernández, Osvaldo (Prof. Asoc.)

¿ Qué es ECOLOGÍA ?(Ernst Haeckel, 1869)

Ciencia que estudia los sistemas ecológicos para comprender su organización y funcionamiento y predecir sus cambios.

¿ POR QUÉ LA FORMACIÓN AGRONÓMICA INCLUYE ESTA CIENCIA ?

¿ CÓMO SE ARTICULA EN LA TRAYECTORIA CURRICULAR CON OTRAS CIENCIAS?

Cs. del ambiente

Cs de la vida

Cs.formales E

Cs. aplicadas al manejo sustentable

de agroecosistemas

Cs. de integración bio-física

individuo x ambiente

¿Los organismos se distribuyen al azar en un ecosistema?

¿Por qué ?

¿Su distribución y abundancia son constantes (tiempo) y uniformes (espacio)?¿Por qué?

¿La distribución y abundancia de los organismos afectan las funciones del ecosistema?

¿Cómo?

¿Es posible predecir y controlar las funciones de un ecosistema?

¿Cómo?

PREGUNTAS FUNDACIONALES DE LA ECOLOGÍA

CONTEXTO Y PERSPECTIVA GLOBALES DE LOS ESTUDIOS ECOLÓGICOS EN AGRONOMÍA

Dónde estamos parados ?

Adonde estamos yendo ?

Qué podemos/debemos?queremos

Que conocimientos y actitudes son necesarias ?

¿ Qué es un sistema ecológico

o ecosistema ?(Tansley 1935)

Sistema: conjunto de elementos que interactúan “para” cumplir una función.

Ecológico: interactúan componentes bióticos y abióticos (3 y 3)...

C.bióticos3

C.abióticos3

ECOSISTEMA: estructura

Componentes vivos (la comunidad biótica o biocenosis)

Componentes físicos (suelo; clima; fuego)

Interrelaciones: flujos de materia y energía

CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES

Abiertos (a flujos de materia-energía-información)

Entrópicos o disipativos

Cibernéticos o auto-regulados

Organización jerárquica

Comunidadde

productores

Comunidad de consumidores

Comunidad de descomponedores

M M

Sustanciasorgánicas

Atmósfera Sustanciasinorgánicas

BIOCENOSIS

BIOTOPO

E E

II

Abiertos

Entrópicos o disipativos

1ªLey TD CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

“La energía puede cambiar de una forma a otra pero no puede ser creada ni destruída, o sea que la energía total del universo permanece constante “.

2ªLey TD

AUMENTO DE ENTROPÍA

“Todos los procesos naturales proceden de modo tal que las concentraciones de energía tienden a disiparse o volverse aleatorias.

Cibernéticos (poseen sistemas de control interno basados en mecanismos de retro-alimentación), auto-regulados u homeostáticos (retro-alimentación negativa)

V=f(h)

K

Qs= f(h-k)Qe= f(h-k)

+ +

- -

h

Ambientes húmedos (radiación o fertilidad limitantes): feed-back negativo (menor cobertura mayor crecimiento)

Ambientes áridos (agua o fertilidad limitantes): feed-back positivo (menor cobertura menor crecimiento)

Cobertura de vegetación herbácea como f (espacio entre leñosas)

P1

E1 E2 En

BiocenosisAmbiente

físico

P3P2 Pn

InI2I1POBLACIÓN

COMUNIDAD

ECOSISTEMA

PAISAJE ECOZONA REGIÓN

Controles ascendentes

Controles descendentes

Organización jerárquica

Depresión del Salado

Pampa Austral

Sistema Local Cuenca de Mar Chiquita

- Poco profundas- Inmersas en una matriz agrícola ganadera- Se desarrollan actividades recreativas- Pesca

Mar del Plata

Depresión del Salado

Pampa Austral

L. La Brava

L. De Los Padres

L. Mar Chiquita

sup. – 50 Km2

dje 10000 km2

Cuenca de Mar ChiquitaEspacialmente anidados

PASTURAS

PASTIZAL NATURAL

SUB-SISTEMA GANADERO SUB-SISTEMA AGRÍCOLA

CULTIVO DE INVIERNO

CULTIVO DE VERANO

BOSQUE Ó MONTE

COMUNIDADES VEGETALES

COMUNIDADES RIPARIAS

PASTIZALES PEDEMONTANOS

PRADOS ALPINOS YTUNDRA

POBLACIONES VEGETALES

Festuca arundinacea

Plantago lanceolata

Resultado de las interrelaciones son las siguientes funciones de los ecosistemas:

•Captación y transformación de energía radiante en energía química (reducción de C por autótrofos)

•Transferencia de materia y energía en redes tróficas (oxidación de C por heterótrofos y saprótrofos)

•Conservación y reciclado de minerales.

•Control climático y dinámica hidrológica

•Generación y conservación de diversidad biológica

¿Cómo se organizan los ecosistemas ?

Los ecosistemas se auto-organizan a partir de la entrada y los flujos de energía, materiales e información a través de redes tróficas, y de la disipación permanente de entropía.

Auto-organización es el proceso por el cual los componentes se relacionan y funcionan en forma inter-dependientes, tal que el (los) producto(s) de la organización es (son) propiedad emergente (no reducible) de la misma.

Principio holístico: EL TODO ES MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES

TEORÍAS DE AUTO-ORGANIZACIÓN (Y REORGANIZACIÓN) DE LOS ECOSISTEMAS

• En tanto que captan y transforman energìa, son sistemas termodinámicamente disipativos (entrópicos).

La organización y mantenimiento de su estructura demanda un “bombeo” contínuo de calor hacia el medio (neg-entropía).

Principio de potencia máxima(H.T.Odum et al., 1998)

“Los ecosistemas tienden a organizarse a favor de máximas eficiencias de captación, transformación y uso de la energía.”

Predicción: los procesos organizadores promueven una convergencia hacia un tipo de estructura funcional donde prevalecen sinergias (refuerzos positivos) a través de interacciones mutualistas y relaciones de facilitación y complementariedad.

Corolario: las interacciones positivas maximizan la eficiencia energética de cada componente y además su contribución a la de toda la organización. (el ecosistema).

Procesos organizadores: son los que pueden aumentar el contenido de información aumentando la eficiencia en la captación, transformación y uso de energía

•Sucesión Ecológica (modelo de Clements)

•Dinámica de colonización-extinción

•Evolución – Co-evolución –Estrategias adaptativas

•Interacciones poblacionales

Fuente: wikipedia.org 2013

Sucesión según el modelo determinístico (climax) de Clements

CAPITALALMACENADO (M/E/I)

CONECTIVIDAD

REORGANIZACIÓN

CONSERVACIÓN

LIBERACIÓNEXPLOTACIÓN

ORGANIZACIÓN Y REORGANIZACIÓN SEGÚN EL

Modelo cíclico de Holling (1995)

Intercambios de materia, energía e información

ENTROPÍA

ECOLOGÍA ECOLOGÍA

YY

AGRONOMÍAAGRONOMÍA

AGRONOMÍA

•SIGLO XXI. Ingeniería y gestión de agroecosistemas para el aprovechamiento sustentable de bienes y servicios que proveen, al productor y al resto de la sociedad.

•SIGLO XX: Aplicación de conocimientos científicos en el desarrollo, perfeccionamiento y aplicación eficaz y eficiente de tecnologias para la producción agropecuaria.

DECLARACIÓN DE INTERÉS PÚBLICO DE LA CARRERA INGENIERÍA AGRONÓMICA (Resolución

Ministerial N° 254/03)

Actividades reservadas al Ingeniero Agrónomo (AUDEAS):

Entre otras… Conservación de los recursos naturales

Calidad de los alimentos

AGROECOSISTEMA

Ecosistema organizado y manejado con el propósito de maximizar funciones productivas.

SUSTENTABILIDAD

•Preservar sus funciones frente a perturbaciones extraordinarias o atípicas en su historia evolutiva

•La visión antropocéntrica considera la triple valoración:

ecológicas - social - económica.

Métodología de Investigación en Ecología

¿CÓMO SE INVESTIGA EN ECOLOGÍA?

ENFOQUES METODOLÓGICOS

1. FENOMENOLÓGICO (descriptivo): Observación correlaciones patrones (espaciales y temporales) hipótesis

2. EXPERIMENTAL (explicativo):

Hipótesis predicciones validaciones nuevas hipótesis teorías

3. MODELIZACIÓN (sistémico, predictivo)

Conceptualización sistémica formalización- predicciones validación reformulación del modelo simulación.

Método Científico(Hipotético-deductivo)

Preguntas relativas a estados, cambios de estado o funcionamiento de un ecosistema o algún componente

Hipótesis: posibles explicaciones (cadenas de causalidad) basadas en teorías, principios e información existente

Predicciones para la comprobación de hipótesis

Diseño de procedimientos para observación, experimentación o modelado.

Rechazo Ho

No rechazo Ho

MODELOS DE SISTEMAS ECOLÓGICOS

MODELO: descripción verbal, gráfica o matemática de una parte simplificada de la

realidad

ATMÓSFERA

v

P A

S

Imagine…simplifique…jerarquize

Ejemplo:

En una planta vascular, el crecimiento de la parte aérea y de la subterránea se regulan recíprocamente tal que el tamaño de ambas en un momento y ambiente dados guarda entre sí una relación de proporcionalidad (alometría).

A

S

S = a.AbModelos

Modelo diagramático de sistema dinámico

Modelo matemático (función de alometría) Modelo de sistema estático