Ecosistema

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Rainforest ecosistemas ricos en biodiversidad . Este es el río Gambia en Senegal 's Parque Nacional Niokolo-Koba .

Un ecosistema es una comunidad de organismos vivos (plantas, animales y microbios), en relación con los componentes no vivos de su entorno (cosas como el aire, el agua y el suelo mineral), que interactúan como un sistema. [2] Estos componentes bióticos y abióticos son considerados como unidos entre sí a través de los ciclos de nutrientes y flujos de energía. [3] Como se definen los ecosistemas por la red de interacciones entre los organismos y entre los organismos y su medio ambiente, [4] que pueden venir en cualquier tamaño, pero por lo general abarcan espacios específicos y limitados [5 ] (aunque algunos científicos dicen que el planeta entero es un ecosistema). [6]

Minerales energía, el agua, el nitrógeno y el suelo son otros componentes esenciales abióticos de un ecosistema. La energía que fluye a través de los ecosistemas se obtiene principalmente del sol. Por lo general, entra en el sistema a través de la fotosíntesis , un proceso que también captura de carbono de la atmósfera. Al alimentarse de plantas y el uno del otro, los animales desempeñan un papel importante en el movimiento de materia y energía a través del sistema. También influyen en la cantidad de plantas y microbiana biomasa presente. Al descomponer la materia orgánica muerta, descomponedores liberan carbono a la atmósfera y facilitar el reciclaje de nutrientes por conversión de los nutrientes almacenados en la biomasa muerta a una forma que puede ser fácilmente utilizado por las plantas y otros microbios. [7]

Ecosistemas se controlan por factores externos e internos. Factores externos como el clima , la roca madre que forma el suelo y la topografía , el control de la estructura general de un ecosistema y cómo funcionan las cosas dentro de ella, pero no se ven influidos por el ecosistema. [8] Otros factores externos incluyen el tiempo y el potencial biota . Los ecosistemas son dinámicos entidades, invariablemente, están sujetas a perturbaciones periódicas y están en el proceso de recuperación de alguna perturbación pasado. [9] Los ecosistemas en ambientes similares que se encuentran en diferentes partes del mundo pueden llegar a hacer las cosas de manera muy diferente, simplemente porque que tienen diferentes grupos de especies presentes. [8] La introducción de especies no autóctonas pueden provocar cambios sustanciales en la función del ecosistema. Los factores internos no sólo controlan los procesos del ecosistema, pero también son controlados por ellos y están a menudo sujetos a ciclos de retroalimentación . [8] Mientras que los insumos de recursos son generalmente controlados por procesos externos como el clima y el material parental, la disponibilidad de estos recursos en el ecosistema es controlado por factores internos como la competencia raíz descomposición, o sombreado. [8] Otros factores internos incluyen las perturbaciones, sucesión y los tipos de especies presentes. Aunque los seres humanos existen y operan dentro de los ecosistemas, sus efectos acumulativos son lo suficientemente grandes como para influir en los factores externos como el clima. [8]

La biodiversidad afecta a la función del ecosistema, así como los procesos de alteración y sucesión . Los ecosistemas proporcionan una gran variedad de bienes y servicios sobre los que dependen las personas, los principios de la gestión de ecosistemas sugieren que en lugar de la gestión de las especies individuales, los recursos naturales deben ser manejados a nivel del propio ecosistema. La clasificación de los ecosistemas en unidades ecológicamente homogéneas es un paso importante hacia una gestión eficaz de los ecosistemas, pero no existe una única y consensuada manera de hacer esto.

Contenido

[ editar ] Historia y desarrollo

Arthur Tansley , un ecologista británico, fue el primero en utilizar el término "ecosistema" en una obra publicada. [fn 1] [10] Tansley ideó el concepto llamar la atención sobre la importancia de las transferencias de materiales entre los organismos y su medio ambiente. [11] Más tarde se refinaron el término, y lo describió como "el sistema completo, ... incluyendo no sólo el organismo complejo, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamos el medio ambiente". [12] Tansley consideraba los ecosistemas no simplemente como unidades naturales sino como aislados mentales. [12] Tansley más adelante [13] definió la extensión espacial de los ecosistemas mediante el término ecotopo .

G. Evelyn Hutchinson , un pionero limnólogo que fue contemporáneo de Tansley, combinada Charles Elton ideas 's sobre trófica ecología con los de geoquímico ruso Vladimir Vernadsky para sugerir que la disponibilidad de nutrientes minerales en un lago limitado de algas producción que, a su vez, limitan la abundancia de animales que se alimentan de algas. Raymond Lindeman tomó estas ideas un paso más allá al sugerir que el flujo de energía a través de un lago fue el principal impulsor del ecosistema. Estudiantes de Hutchinson, hermanos Howard T. Odum y Eugene P. Odum , desarrollada posteriormente un "enfoque sistémico" para el estudio de los ecosistemas, lo que les permite estudiar el flujo de energía y materiales a través de los sistemas ecológicos. [11]

[ editar ] Los procesos de los ecosistemas

Energía y de carbono introducir los ecosistemas a través de la fotosíntesis, son incorporados a los tejidos vivos, transferidos a otros organismos que se alimentan de la materia viva y la planta muerta, y eventualmente liberados a través de la respiración. [14] La mayoría de los nutrientes minerales, por otro lado, se reciclan dentro de los ecosistemas . [15]

Ecosistemas se controlan por factores externos e internos. Los factores externos, también llamados factores de estado, controlar la estructura general de un ecosistema y cómo funcionan las cosas dentro de ella, pero no se ven influidos por el ecosistema. El más importante de ellos es el clima . [8] El clima determina el bioma en el que se inserta el ecosistema. Los patrones de lluvia y temperatura estacionalidad determinar la cantidad de agua disponible para el ecosistema y el abastecimiento de energía disponible (influyendo en la fotosíntesis). [8] Material parental , el material geológico subyacente que da origen a los suelos, determina la naturaleza de los suelos presentes, e influye en el aporte de nutrientes minerales. Topografía también controla los procesos de los ecosistemas al afectar cosas como el microclima , el desarrollo del suelo y el movimiento del agua a través de un sistema. Esta puede ser la diferencia entre el ecosistema presente en los humedales situados en una pequeña depresión en el paisaje, y un presente en una empinada ladera adyacente. [8]

Otros factores externos que juegan un papel importante en el funcionamiento del ecosistema incluyen el tiempo y el potencial de la biota . Ecosistemas son dinámicos entidades-invariablemente, están sujetos a perturbaciones periódicas y están en el proceso de recuperación de alguna perturbación pasado. [9] El tiempo desempeña un papel en el desarrollo de suelo de roca desnuda y la recuperación de una comunidad de perturbación . [ 8] De manera similar, el conjunto de organismos que potencialmente pueden estar presentes en un área también pueden tener un impacto importante en los ecosistemas. Los ecosistemas en ambientes similares que se encuentran en diferentes partes del mundo pueden llegar a hacer las cosas de manera muy diferente, simplemente porque no tienen fondos diferentes de las especies presentes. [8] La introducción de especies no autóctonas pueden provocar cambios sustanciales en el funcionamiento del ecosistema.

A diferencia de los factores externos, no los factores internos en los ecosistemas sólo controlan los procesos del ecosistema, pero también son controlados por ellos. En consecuencia, son a menudo objeto de bucles de retroalimentación . [8] Mientras que los insumos de recursos son generalmente controlados por procesos externos como el clima y el material parental, la disponibilidad de estos recursos en el ecosistema es controlado por factores internos como la competencia raíz descomposición, o sombreado. [8] Otros factores como las perturbaciones, sucesión o los tipos de especies presentes son también factores internos. Las actividades humanas son importantes en casi todos los ecosistemas. Aunque los seres humanos existen y operan dentro de los ecosistemas, sus efectos acumulativos son lo suficientemente grandes como para influir en los factores externos como el clima. [8]

[ editar ] La producción primaria

Global oceánica y terrestre phototroph abundancia, de septiembre 1997 a agosto de 2000. Como una estimación de autotroph biomasa, es sólo un indicador aproximado del potencial de producción primaria, y no una estimación real de la misma. Por el SeaWiFS Project, NASA / Goddard Space Flight Center y ORBIMAGE .

La producción primaria es la producción de materia orgánica a partir de fuentes de carbono inorgánico. Su gran mayoría, esto ocurre a través de la fotosíntesis. La energía incorporada a través de este proceso mantiene la vida en la tierra, mientras que el carbón representa gran parte de la materia orgánica en la biomasa viva y muerta, carbono en el suelo y los combustibles fósiles . También conduce el ciclo del carbono , lo que influye mundial del clima a través del efecto invernadero .

A través del proceso de fotosíntesis, las plantas captan la energía de la luz y lo utilizan para combinar el dióxido de carbono y agua para producir carbohidratos y oxígeno . La fotosíntesis realizada por las plantas en un ecosistema se llama producción primaria bruta (PPB). [16] Acerca de 48-60% de la GPP se consume en la respiración de las plantas. El resto, la parte de GPP que no se consume por la respiración, que se conoce como la producción primaria neta (NPP). [14] fotosíntesis total está limitada por una serie de factores ambientales. Estos incluyen la cantidad de luz disponible, la cantidad de hoja área de una planta tiene que captar la luz (sombreado por otras plantas es una limitación importante de la fotosíntesis), velocidad a la que puede ser dióxido de carbono suministrada a los cloroplastos para sostener la fotosíntesis, la disponibilidad de los agua, y la disponibilidad de temperaturas adecuadas para llevar a cabo la fotosíntesis. [16]

[ editar ] El flujo de energía

EnergyFlowFrog.jpg EnergyFlowTransformity.jpg

Izquierda: Diagrama de flujo de energía de una rana. La rana representa un nodo en una red alimentaria extendida. La energía ingerida se utiliza para los procesos metabólicos y transformados en biomasa. El flujo de energía sigue su ruta si la rana es ingerido por los depredadores, parásitos, o como un decadente cadáver en el suelo. Este diagrama ilustra el flujo de energía como la energía se pierde a medida que se estimula el proceso metabólico que transforma la energía y los nutrientes en biomasa.
Derecha: Un ampliada en tres energía eslabón de la cadena alimentaria (1 plantas, herbívoros 2, 3 carnívoros...) Que ilustra la relación entre los diagramas de flujo de los alimentos y Transformidad energía. El transformidad de la energía se degrada, se dispersa, y disminuyó a partir de una mayor calidad en menor cantidad como la energía dentro de una cadena de comida flujos tróficos de una especie a otra. Abreviaturas:. I = entrada A = asimilación, R = respiración, NU = No se utiliza, P = producción, B = biomasa [17]

El carbono y la energía incorporada en los tejidos vegetales (producción primaria neta) se consume por los animales, mientras que la planta está vivo, o que permanece sin comer cuando el tejido de la planta muere y se convierte en detritus . En los ecosistemas terrestres , aproximadamente el 90% de la central nuclear termina siendo roto por los descomponedores . El resto se consume por los animales en vida y entra en el sistema trófico a base de plantas, o se consume después de que ha muerto, y entra en el sistema trófico basado en detritus. En los sistemas acuáticos , la proporción de la biomasa vegetal que se consume por los herbívoros es mucho mayor. [18] En los sistemas tróficos organismos fotosintéticos son los productores primarios. Los microorganismos que consumen sus tejidos son llamados consumidores primarios o secundarios de los productores - herbívoros . Los organismos que se alimentan de microorganismos ( bacterias y hongos ) se denominan microbivores . Los animales que se alimentan de los consumidores primarios- carnívoros -son consumidores secundarios. Cada uno de ellos constituye un nivel trófico . [18] La secuencia de consumo de la planta al herbívoro, carnívoro a-forma una cadena alimenticia . Los sistemas reales son mucho más complejos que estos organismos-generalmente se alimentan de más de una forma de alimentos, y puede alimentar a un nivel trófico más de uno. Los carnívoros pueden capturar algunas presas que forman parte de un sistema trófico a base de plantas y otros que son parte de un sistema trófico basado en detritus (un pájaro que se alimenta tanto de saltamontes y gusanos herbívoros, que consumen detritus). Los sistemas reales, con todas estas complejidades, se forman cadenas alimenticias en lugar de las cadenas alimentarias. [18]

[ editar ] La descomposición

El carbono y nutrientes en materia orgánica muerta se descomponen por un grupo de procesos conocido como descomposición. Esto libera nutrientes que luego puede ser re-utilizados para la producción de plantas y microbiana, y el dióxido de carbono regresa a la atmósfera (o agua) en los que se puede utilizar para la fotosíntesis. En ausencia de descomposición, la materia orgánica muerta se acumularía en un ecosistema y nutrientes y el dióxido de carbono atmosférico se agotaría. [19] Aproximadamente el 90% de la NPP terrestre va directamente desde la planta hasta descomposición. [18]

Procesos de descomposición pueden ser separados en tres categorías- lixiviación alteración, fragmentación y química de materia orgánica muerta. Como el agua se mueve a través de la materia orgánica muerta, se disuelve y lleva consigo los componentes solubles en agua. Estos son entonces absorbidos por los organismos en el suelo, reaccionan con el suelo mineral, o son transportados más allá de los límites del ecosistema (y se consideran "perdidos" a ella). [19] hojas recién derramada y los animales recién muertos tienen altas concentraciones de componentes solubles en agua, e incluyen azúcares , aminoácidos y minerales. La lixiviación es más importante en ambientes húmedos, y mucho menos importante en los secos. [19]

Procesos de fragmentación romper el material orgánico en pedazos más pequeños, exponiendo nuevas superficies para la colonización por microbios. Recién caídas hojarasca pueden ser inaccesibles debido a una capa externa de la cutícula o corteza , y contenido de la celda están protegidos por una pared celular . Animales recién muertos puede ser cubierto por un exoesqueleto . Procesos de fragmentación, que se rompen a través de estas capas protectoras, acelerar la velocidad de descomposición microbiana. [19] Animales detritus fragmento como cazan para alimento, como lo hace el paso a través del intestino. ciclos de congelación-descongelación y ciclos de humedecimiento y secado también material fragmento muertos . [19]

La alteración química de la materia orgánica muerta se consigue principalmente a través de la acción de bacterias y hongos. Fungal hifas producen enzimas que pueden romper a través de las estructuras duras exteriores que rodean el material vegetal muerto. Ellos también producen enzimas que degradan la lignina , lo que permite el acceso a contenidos de la celda ambos y al nitrógeno en la lignina. Los hongos pueden transferir de carbono y nitrógeno a través de sus redes de hifas y, por tanto, a diferencia de las bacterias, no dependen exclusivamente de los recursos disponibles a nivel local. [19]

Las tasas de descomposición varían entre ecosistemas. La velocidad de descomposición se rige por tres conjuntos de factores-el ambiente físico (propiedades de temperatura, humedad y suelo), la cantidad y la calidad de la materia muerta a disposición de los descomponedores, y la naturaleza de la comunidad microbiana en sí. [20] Los controles de temperatura la tasa de respiración microbiana, mayor es la temperatura, más rápidamente la descomposición microbiana se produce. También afecta a la humedad del suelo, lo que ralentiza el crecimiento microbiano y reduce la lixiviación. Congelación y descongelación también afectan a las temperaturas de congelación descomposición matar los microorganismos del suelo, lo que permite la lixiviación de desempeñar un papel más importante en el movimiento de nutrientes a su alrededor. Esto puede ser especialmente importante como se descongela el suelo en la primavera, creando un pulso de nutrientes que están disponibles. [20]

Las tasas de descomposición son bajos en condiciones muy húmedas o muy secas. Las tasas de descomposición son más altas en condiciones mojadas y húmedas con niveles adecuados de oxígeno. Los suelos húmedos tienden a ser deficientes en oxígeno (esto es especialmente cierto en zonas húmedas ), lo que ralentiza el crecimiento microbiano. En suelos secos, la descomposición disminuye también, pero las bacterias continúan creciendo (aunque a un ritmo más lento), incluso después de que los suelos se sequen demasiado para apoyar el crecimiento de las plantas. Cuando el retorno de las lluvias y suelos se moja, el gradiente osmótico entre las células bacterianas y el agua del suelo hace que las células para obtener agua rápidamente. En estas condiciones, muchas células bacterianas reventar, liberando un pulso de nutrientes. [20] Las tasas de descomposición también tienden a ser más lento en los suelos ácidos. [20] Los suelos que son ricas en minerales de arcilla tienden a tener menores tasas de descomposición y, por tanto, mayor niveles de materia orgánica. [20] Las partículas más pequeñas de arcilla resultado en un área de superficie más grande que puede contener agua. Cuanto mayor es el contenido de agua de un suelo, menor es el contenido de oxígeno [21] y, en consecuencia, menor es la velocidad de descomposición. Los minerales de arcilla también se unen partículas de material orgánico a su superficie, haciendo que sea menos accesible a los microbios. [20] perturbación del suelo como labranza descomposición aumento al aumentar la cantidad de oxígeno en el suelo y por la exposición de la materia orgánica nuevo a los microbios del suelo. [20]

La calidad y cantidad del material a disposición de los descomponedores es otro factor importante que influye en la velocidad de descomposición. Las sustancias como azúcares y aminoácidos, se descomponen con facilidad y son considerados "lábil". celulosa y hemicelulosa , que se descomponen más lentamente, son "moderadamente lábil". Los compuestos que son más resistentes a las caries, como lignina o cutina , se consideran "recalcitrantes". [20] basura con una mayor proporción de los compuestos lábiles descompone mucho más rápidamente que lo hace camada con una mayor proporción de material recalcitrante. En consecuencia, los animales muertos se descomponen más rápidamente que las hojas muertas, que a su vez se descomponen más rápidamente que las ramas caídas. [20] Como material orgánico en la Edad del suelo, su calidad disminuye. Los compuestos más lábiles se descomponen rápidamente, dejando e incrementar la proporción de material recalcitrante. Paredes celulares microbianas también contienen un material recalcitrantes como quitina , y estos también se acumulan como los microbios mueren, reduciendo aún más la calidad de la mayor materia orgánica del suelo . [20]

[ editar ] El ciclo de nutrientes

Ciclismo biológica del nitrógeno

Ecosistemas continuamente intercambio de energía y de carbono con el más amplio ambiente ; nutrientes minerales, por otra parte, son en su mayoría bicicleta hacia atrás y adelante entre las plantas, animales, microbios y el suelo. La mayor parte de nitrógeno entra a través de los ecosistemas biológicos fijación de nitrógeno , se deposita a través de precipitación, polvo, gases o se aplica como fertilizante . [15] Como la mayoría de los ecosistemas terrestres son el nitrógeno limitado, ciclo del nitrógeno es un importante control sobre la producción del ecosistema. [15]

Hasta los tiempos modernos, la fijación de nitrógeno es la principal fuente de nitrógeno para los ecosistemas. Bacterias fijadoras de nitrógeno o bien viven en simbiosis con las plantas, o que viven libremente en el suelo. El coste energético es alto para las plantas que soportan fijadoras de nitrógeno simbiontes-tanto como 25% de GPP cuando se mide en condiciones controladas. Muchos miembros de las leguminosas apoyo a la familia de plantas que fijan el nitrógeno simbiontes. Algunas cianobacterias son también capaces de la fijación del nitrógeno. Estos son fototrofas , que llevan a cabo la fotosíntesis. Al igual que otras bacterias fijadoras de nitrógeno, que pueden ser de vida libre o tienen relaciones simbióticas con las plantas. [15] Otras fuentes de nitrógeno incluyen la deposición ácida producida por la combustión de combustibles fósiles , amoníaco gas que se evapora de los campos agrícolas que han tenido los fertilizantes se les aplica, y el polvo. [15] Los vertidos antropogénicos de nitrógeno representan aproximadamente el 80% de todos los flujos de nitrógeno en los ecosistemas. [15]

Cuando los tejidos vegetales se desprenden o son comidos, el nitrógeno en los tejidos se vuelve disponible para los animales y microbios. Descomposición microbiana libera compuestos de nitrógeno de la materia orgánica muerta en el suelo, donde las plantas, hongos y bacterias compiten por la misma. Algunas bacterias del suelo orgánicos usar compuestos que contienen nitrógeno como fuente de carbono, y de liberación de amonio iones en el suelo. Este proceso se conoce como la mineralización de nitrógeno . Otros convertir amonio a nitrito y nitrato de iones, un proceso conocido como nitrificación . óxido nítrico y óxido nitroso también se producen durante la nitrificación. [15] Bajo condiciones ricas en nitrógeno y oxígeno-pobre, nitratos y nitritos se convierten en gas nitrógeno , un proceso conoce como desnitrificación . [15]

Otros nutrientes importantes incluyen fósforo , azufre , calcio , potasio , magnesio y manganeso . [22] El fósforo entra en los ecosistemas a través de la meteorización . A medida que los ecosistemas de este suministro disminuye, por lo que la limitación de fósforo más frecuente en los paisajes (especialmente en los trópicos). [22] El calcio y el azufre también son producidas por la erosión, pero la deposición ácida es una importante fuente de azufre en muchos ecosistemas. Aunque el magnesio y el manganeso son producidos por la intemperie, los intercambios entre la materia orgánica del suelo y cuenta las células vivas de una porción significativa de los flujos de los ecosistemas. El potasio es ante todo un ciclo entre células vivas y la materia orgánica del suelo. [22]

[ editar ] Función y biodiversidad

Loch Lomond en Escocia, forma un ecosistema relativamente aislado. La comunidad de peces de este lago se ha mantenido estable durante un largo período de tiempo hasta que una serie de presentaciones en la década de 1970 reestructuró su red alimentaria . [23]
Espinoso bosque en Ifaty, Madagascar , con diferentes Adansonia (baobab) especies Alluaudia procera (Madagascar ocotillo) y otra vegetación.

Procesos de los ecosistemas son generalizaciones amplias que en realidad se llevan a cabo a través de las acciones de los organismos individuales. La naturaleza de los organismos-las especies, los grupos funcionales y niveles tróficos a los que pertenecen, dicta las clases de acciones de estos individuos son capaces de llevar a cabo, y la eficiencia relativa con la que lo hacen. Por lo tanto, los procesos de los ecosistemas son impulsados ​​por el número de especies en un ecosistema, la naturaleza exacta de cada especie, y los organismos de abundancia relativa dentro de estas especies. [24] La diversidad biológica desempeña un papel importante en el funcionamiento del ecosistema. [25]

La teoría ecológica sugiere que, para convivir, las especies deben tener un cierto nivel de limitación de similitud , sino que deben ser diferentes entre sí de alguna manera fundamental, de lo contrario sería una especie competitivamente excluir al otro. [26] A pesar de esto, el efecto acumulativo de más especies en un ecosistema no es lineal especies adicionales puede aumentar la retención de nitrógeno, por ejemplo, pero más allá de un cierto nivel de riqueza de especies, especies adicionales pueden tener un efecto aditivo poco. [24] La adición (o pérdida) de las especies que son ecológicamente similares a los ya presentes en un ecosistema tiende a tener sólo un efecto pequeño sobre la función de los ecosistemas. Ecológicamente especies distintas, por otro lado, tienen un efecto mucho más grande. Del mismo modo, las especies dominantes tienen un gran impacto en la función del ecosistema, mientras que las especies raras tienden a tener un efecto pequeño. Las especies clave tienden a tener un efecto sobre la función de los ecosistemas que no guarda proporción con su abundancia en un ecosistema. [24]

[ edit ] bienes y servicios del ecosistema

Los ecosistemas proporcionan una variedad de bienes y servicios de los que dependen las personas. [27] Los bienes del ecosistema incluyen los "productos tangibles y materiales" [28] de los procesos de los ecosistemas, alimentos, materiales de construcción, plantas medicinales-en adición a los elementos menos tangibles, como el turismo y recreación y genes de plantas y animales silvestres que se pueden utilizar para mejorar las especies domésticas. [27] Los servicios del ecosistema, por otra parte, son generalmente las "mejoras en la condición o la ubicación de las cosas de valor". [28] Estos incluyen cosas como el mantenimiento de los ciclos hidrológicos, la limpieza del aire y del agua, el mantenimiento de oxígeno en la atmósfera, la polinización de cultivos e incluso cosas como la belleza, la inspiración y oportunidades para la investigación. [27] Mientras que los bienes ambientales han sido tradicionalmente reconocida como la base para las cosas de valor económico, los servicios de los ecosistemas tienden a dar por sentado. [28] Mientras que Gretchen Daily 's definición original de distinguir entre los bienes y servicios de los ecosistemas, Robert Costanza y colaboradores "más tarde el trabajo y el de la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio agrupados todos ellos juntos como los servicios de los ecosistemas. [28]

[ editar ] Gestión de los ecosistemas

Cuando la gestión de los recursos naturales se aplica a todo el ecosistema, en lugar de una sola especie, se llama gestión de los ecosistemas. [29] Una variedad de definiciones existen: F. Stuart Chapin y co-autores la definen como "la aplicación de la ciencia ecológica a la gestión de recursos para promover la sostenibilidad a largo plazo de los ecosistemas y la entrega de bienes y servicios esenciales", [30] mientras que Norman Christensen y coautores lo definió como "gestión impulsada por metas explícitas, ejecutado por las políticas, protocolos y prácticas, y se adapta mediante la vigilancia y la investigación basada en nuestra mejor comprensión de las interacciones y procesos ecológicos necesarios para mantener la estructura y función del ecosistema " [27] y Peter Brussard y sus colegas lo definen como " manejo de las áreas a varias escalas, de tal manera que los servicios de los ecosistemas y recursos biológicos se mantiene mientras que el uso apropiado humano y las opciones de medios de vida se mantienen ". [31]

Aunque las definiciones de la gestión de ecosistemas abundan, hay un conjunto común de principios que subyacen a estas definiciones. [30] Un principio fundamental es la sostenibilidad a largo plazo de la producción de bienes y servicios del ecosistema; [30] "sostenibilidad intergeneracional [es ] una condición previa para la gestión, no es una idea de último momento ". [27] También requiere objetivos claros con respecto a las futuras trayectorias y comportamientos del sistema que está siendo administrado. Otros requisitos importantes son una buena comprensión ecológica del sistema, incluida la conectividad, la dinámica ecológica y el contexto en que se inserta el sistema. Otros principios importantes son la comprensión del papel de los seres humanos como componentes de los ecosistemas y el uso de la gestión adaptativa . [27] Aunque la gestión de los ecosistemas puede ser utilizado como parte de un plan para el desierto conservación, sino que también se pueden utilizar en los ecosistemas manejados intensivamente [27] (véase, por ejemplo, agroecosistema y cerca de la naturaleza forestal ).

[ editar ] Dinámica de los Ecosistemas

El Area High Peaks Wilderness en el 6,000,000 acres (2,400,000 ha) Parque Adirondack es un ejemplo de un ecosistema diverso.

Los ecosistemas son dinámicos entidades, invariablemente, están sujetas a perturbaciones periódicas y están en el proceso de recuperación de alguna perturbación pasado. [9] Cuando un ecosistema está sujeta a algún tipo de perturbación , responde al alejarse de su estado inicial. La tendencia de un sistema a permanecer cerca de su estado de equilibrio, a pesar de que la perturbación, se denomina su resistencia . Por otro lado, la velocidad con la que vuelve a su estado inicial después de una perturbación que se llama su resiliencia . [9]

De un año a otro, la variación de los ecosistemas de experiencia en su entorno biótico y abiótico. Una sequía, un invierno especialmente frío y un brote de plagas, constituyen a corto plazo de la variabilidad en las condiciones ambientales. Las poblaciones de animales varían de año en año, acumulando durante períodos ricos en recursos y estrellarse, ya que rebase su suministro de alimentos. Estos cambios se manifiestan en cambios en la central nuclear, las tasas de descomposición y otros procesos del ecosistema. [9] Los cambios a largo plazo también dan forma a los procesos de los ecosistemas-bosques del este de América del Norte siguen mostrando legados de cultivo que dejó hace 200 años, mientras que la producción de metano en lagos del este de Siberia es controlado por la materia orgánica que se acumula durante el Pleistoceno . [9]

Perturbación también juega un papel importante en los procesos ecológicos. F. Stuart Chapin y coautores definir perturbación como "un evento relativamente discreto en el tiempo y en el espacio, que altera la estructura de las poblaciones, comunidades y ecosistemas y causa cambios en la disponibilidad de recursos o el ambiente físico". [32] Esto puede ir desde caídas de árboles y daños por insectos a los huracanes e incendios forestales a las erupciones volcánicas y pueden causar grandes cambios en las poblaciones de plantas, animales y microbios, además de contenido de materia orgánica. [9] es seguido por Disturbio sucesión , un "cambio de dirección en la estructura y funcionamiento del ecosistema como resultado de los cambios impulsados ​​por biótica en el suministro de recursos ". [32]

La frecuencia y la gravedad de la perturbación determina la forma en que afecta la función del ecosistema. Perturbaciones importantes, como una erupción volcánica o avance de los glaciares y la licencia de retiro detrás de los suelos que carecen de plantas, animales o materia orgánica. Los ecosistemas que las alteraciones severas de la experiencia que se someten a la sucesión primaria . Menos grave perturbación como los incendios forestales, huracanes o resulten cultivo en sucesión secundaria . [9] Más perturbación grave y provocar alteraciones más frecuentes en los tiempos de recuperación más largos. Los ecosistemas se recuperan más rápidamente de eventos de perturbación menos graves. [9]

Las primeras etapas de la sucesión primaria están dominadas por especies con propágulos pequeñas (semillas y esporas) que se pueden dispersar largas distancias. Los primeros colonizadores a menudo algas , cianobacterias y líquenes -estabilizar el sustrato. Suministros de nitrógeno están limitados en suelos nuevos, y fijadores de nitrógeno especies tienden a desempeñar un papel importante temprano en sucesión primaria. A diferencia de en sucesión primaria, la especie que domina la sucesión secundaria, usualmente están presentes desde el principio del proceso, a menudo en el banco de semillas . In some systems the successional pathways are fairly consistent, and thus, are easy to predict. In others, there are many possible pathways—for example, the introduced nitrogen-fixing legume, Myrica faya , alter successional trajectories in Hawai'ian forests. [ 9 ]

The theoretical ecologist Robert Ulanowicz has used information theory tools to describe the structure of ecosystems, emphasizing mutual information (correlations) in studied systems. Drawing on this methodology and prior observations of complex ecosystems, Ulanowicz depicts approaches to determining the stress levels on ecosystems and predicting system reactions to defined types of alteration in their settings (such as increased or reduced energy flow, and eutrophication . [ 33 ]

[ edit ] Ecosystem ecology

A hydrothermal vent is an ecosystem on the ocean floor. (The scale bar is 1 m.)

Ecosystem ecology studies "the flow of energy and materials through organisms and the physical environment". It seeks to understand the processes which govern the stocks of material and energy in ecosystems, and the flow of matter and energy through them. The study of ecosystems can cover 10 orders of magnitude , from the surface layers of rocks to the surface of the planet. [ 34 ]

There is no single definition of what constitutes an ecosystem. [ 35 ] German ecologist Ernst-Detlef Schulze and coauthors defined an ecosystem as an area which is "uniform regarding the biological turnover, and contains all the fluxes above and below the ground area under consideration." They explicitly reject Gene Likens ' use of entire river catchments as "too wide a demarcation" to be a single ecosystem, given the level of heterogeneity within such an area. [ 36 ] Other authors have suggested that an ecosystem can encompass a much larger area, even the whole planet. [ 6 ] Schulze and coauthors also rejected the idea that a single rotting log could be studied as an ecosystem because the size of the flows between the log and its surroundings are too large, relative to the proportion cycles within the log. [ 36 ] Philosopher of science Mark Sagoff considers the failure to define "the kind of object it studies" to be an obstacle to the development of theory in ecosystem ecology. [ 35 ]

Ecosystems can be studied through a variety of approaches—theoretical studies, studies monitoring specific ecosystems over long periods of time, those that look at differences between ecosystems to elucidate how they work and direct manipulative experimentation. [ 37 ] Studies can be carried out at a variety of scales, from microcosms and mesocosms which serve as simplified representations of ecosystems, through whole-ecosystem studies. [ 38 ] American ecologist Stephen R. Carpenter has argued that microcosm experiments can be "irrelevant and diversionary" if they are not carried out in conjunction with field studies carried out at the ecosystem scale, because microcosm experiments often fail to accurately predict ecosystem-level dynamics. [ 39 ]

The Hubbard Brook Ecosystem Study , established in the White Mountains, New Hampshire in 1963, was the first successful attempt to study an entire watershed as an ecosystem. The study used stream chemistry as a means of monitoring ecosystem properties, and developed a detailed biogeochemical model of the ecosystem. [ 40 ] Long-term research at the site led to the discovery of acid rain in North America in 1972, and was able to document the consequent depletion of soil cations (especially calcium) over the next several decades. [ 41 ]

[ editar ] Clasificación

Classifying ecosystems into ecologically homogeneous units is an important step towards effective ecosystem management. [ 42 ] A variety of systems exist, based on vegetation cover, remote sensing, and bioclimatic classification systems. [ 42 ] American geographer Robert Bailey defines a hierarchy of ecosystem units ranging from microecosystems (individual homogeneous sites, on the order of 10 square kilometres (4 sq mi) in area), through mesoecosystems ( landscape mosaics , on the order of 1,000 square kilometres (400 sq mi)) to macroecosystems ( ecoregions , on the order of 100,000 square kilometres (40,000 sq mi)). [ 43 ]

Bailey outlined five different methods for identifying ecosystems: gestalt ("a whole that is not derived through considerable of its parts"), in which regions are recognized and boundaries drawn intuitively; a map overlay system where different layers like geology , landforms and soil types are overlain to identify ecosystems; mulitvariate clustering of site attributes; digital image processing of remotely sensed data grouping areas based on their appearance or other spectral properties; or by a "controlling factors method" where a subset of factors (like soils, climate, vegetation physiognomy or the distribution of plant or animal species) are selected from a large array of possible ones are used to delineate ecosystems. [ 44 ] In contrast with Bailey's methodology, Puerto Rico ecologist Ariel Lugo and coauthors identified ten characteristics of an effective classification system: that it be based on georeferenced , quantitative data; that it should minimize subjectivity and explicitly identify criteria and assumptions; that it should be structured around the factors that drive ecosystem processes; that it should reflect the hierarchical nature of ecosystems; that it should be flexible enough to conform to the various scales at which ecosystem management operates; that it should be tied to reliable measures of climate so that it can "anticipat[e] global climate change; that it be applicable worldwide; that it should be validated against independent data; that it take into account the sometimes complex relationship between climate, vegetation and ecosystem functioning; and that it should be able to adapt and improve as new data become available". [ 42 ]

[ edit ] Types of ecosystems


A freshwater ecosystem in Gran Canaria , an island of the Canary Islands .

[ editar ] Véase también

[ editar ] Notas

  1. ^ The term ecosystem was actually coined by Arthur Roy Clapham , who came up with the word at Tansley's request.(Willis 1997)

[ editar ] Referencias

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[ editar ] Literatura citada

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[ editar ] Enlaces externos