EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y DETERIORO AMBIENTAL

Transcripción

1 EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y DETERIORO AMBIENTAL Dr. Víctor López Gómez FACULTAD DE CIENCIAS, UNAM

2 Ciclos Biogeoquímicos

3 Ciclos sedimentarios o locales: P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, B, Cl, Mo, Mn y Fe Ciclos atmosféricos o globales: C, H, O, N, S

4 Ciclo del agua

5 Ciclo del carbono

6 Ciclo del nitrógeno

7 Ciclo del fósforo

8 Ciclo del potasio

9 EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y DETERIORO AMBIENTAL Dr. Víctor López Gómez FACULTAD DE CIENCIAS, UNAM

10 Equilibrio ecológico Capacidad de un ecosistema en mantener su estructura (riqueza, abundancia relativa de las especies, biomasa en pie, relaciones tróficas) y funcionamiento (productividad, descomposición, eficiencias energéticas) dentro de ciertos intervalos de valores, a lo largo del tiempo.

11 Conceptos asociados Concepto Definición Estabilidad Capacidad de un ecosistema de mantener su funcionamiento más o menos contante a lo largo del tiempo. Resiliencia (elasticidad) Velocidad a la cual un ecosistema recupera su estructura y funcionamiento después de un disturbio. Resistencia Ecosistema frágil Ecosistema robusto Capacidad de un ecosistema para mantener su estructura y funcionamiento ante un disturbio. Ecosistema que se mantiene estable sólo en un ámbito estrecho de condiciones ambientales. Ecosistema que se mantiene estable en un amplio ámbito de condiciones ambientales.

12 Disturbios

13 Conceptos asociados Concepto Disturbio Perturbación Definición Causa de las perturbaciones. Eventos aleatorios, generalmente súbitos, que dañan o matan organismos, abriendo espacios de colonización. P. ej.: incendios, pisoteo, construcción de carreteras, erupciones, inundaciones, ciclones, derrames de petróleo, introducción de ganado, etc. Consecuencia de los disturbios. Daños causados por lo disturbios a los organismos y a los ecosistemas. P. ej.: Baja productividad, ausencia de sombra, pérdida de carbono, muerte de insectos polinizadores y descomponedores, incremento de la necromasa (biomasa muerta), etc.

14 Equilibrio ecológico ESTABLE PPN PPN INESTABLE tiempo tiempo

15 Equilibrio ecológico ALTA RESILIENCIA BAJA RESILIENCIA Descomposición DISTURBIO SUCESIÓN Descomposición DISTURBIO SUCESIÓN tiempo tiempo

16 Equilibrio ecológico Riqueza de especies ALTA RESISTENCIA tiempo DISTURBIO SUCESIÓN Riqueza de especies BAJA RESISTENCIA tiempo DISTURBIO SUCESIÓN

17 Equilibrio ecológico Precipitación anual ECOSISTEMA ROBUSTO Punto inestable Punto estable Precipitación anual ECOSISTEMA FRÁGIL Punto inestable Punto estable Temperatura anual Temperatura anual

18 Equilibrio ecológico Dos componentes: Persistencia (ausencia de extinción) Constancia (nulos o pocos cambios en densidades, biomasas y proporciones de cada especie) Dos procesos intervienen: Sucesión: cambios determinísticos (algunos son aleatorios) en el tiempo. Proceso de cambio no estacional en la estructura de la comunidad y funcionamiento del ecosistema. Disturbios: cambios estocásticos. Evento discreto que altera la estructura de la comunidad y funcionamiento del ecosistema abriendo espacios de colonización.

19 Equilibrio ecológico DISTURBIO Etapas serales SUCESIÓN

20 Equilibrio ecológico A pequeña escala espacial los sistemas ecológicos están en desequilibrio debido a disturbios (estado no estacionario). A gran escala espacial los sistemas ecológicos están en equilibrio debido a que se igualan los procesos de sucesión con los de disturbio. Los ecosistemas son mosaicos de parches de distinta edad sucesional (estado estacionario). Turner et al. (1993)

21 Naturaleza dinámica y mosaicos Los ecosistemas están en un constante proceso dinámico de adaptación al ambiente de modo que la estabilidad es sólo un concepto apropiado a nuestras limitadas capacidades de observación del tiempo y del espacio (Golley, 1974). No existe un ecosistema en equilibrio a largo plazo: existe una probabilidad de que sufran disturbios de diversa índole. Teoría del mosaico. Un ecosistema natural a escala de paisaje está representado por un mosaico de parches con diferente desarrollo sucesional (Levin y Paine, 1974).

22 MOSAICO: Sistema de parches

23 Régimen de disturbios La dinámica de un ecosistema depende del régimen de disturbio (Pickett y White, 1985; Rykiel, 1986): Frecuencia de disturbios o intervalo de tiempo entre disturbios sucesivos. Tasa de recuperación al disturbio o tiempo requerido para que éste se recupere. Extensión del disturbio. Extensión del paisaje original.

24 Tardanza de los disturbios Turner et al. (1993) Extensión del área perturbada

25 Incendios en el Parque Yellowsto ne

26 Estepa de Artemisia tridentata con la cebadilla Bromus tectorum

27 Claros por caída de árboles en las montañas Great Smoky

28 Deterioro Ecológico

29 Deterioro ecológico Proceso de degradación y destrucción de ecosistemas debido a las acciones directas e indirectas del hombre. Daño que los seres humanos provocamos a los ecosistemas causando desequilibrio al satisfacer nuestras necesidades (Carabias et al., 2009).

30 Escalas a las que opera el deterioro ecológico Carabias et al. (2009) Escala global Cambio climático Agujero de ozono Desertificación Pérdida de la biodiversidad Escala local Deforestación Pérdida y degradación de suelos Problemas de uso de agua Contaminación

31 Manifestaciones generales del deterioro ecológico (1) incremento en la frecuencia, extensión e intensidad de los disturbios, (2) cambios drásticos en las condiciones ambientales, (3) baja disponibilidad de recursos para los organismos y el hombre, (4) alta incidencia de interacciones antagonistas (parasitismo, depredación y competencia) para los organismos nativos y el hombre, y (5) contaminación.

32 Causas del deterioro ecológico a escala global Carabias et al. (2009) 1. El elevado crecimiento poblacional humano 2. Patrones de consumo excesivo 3. Uso de tecnologías inadecuadas o mal aplicadas 4. Gobernabilidad reciente

33 1. Elevado crecimiento poblacional humano

34 2. Patrones de consumo excesivo Carabias et al. (2009) Aunque la biomasa del hombre no alcanza el 1%, éste consume el 16-40% de la PPN del planeta. La cantidad de desechos que produce sobrepasaron la capacidad de carga del planeta desde 1980: ahora la sobrepasan en un 20% por encima de ella.

35 2. Patrones de consumo excesivo Carabias et al. (2009) El consumo de la mayoría de los productos manufacturados no responden a necesidades básicas, sino a patrones culturales y educativos. Complace deseos refinados e incluso nuestros antojos más insignificantes y absurdos.

36 Uso, consumo y desechos por un ser humano estadunidense Hall et al. (1994) Concepto Gases atmosféricos (CO 2, CO, CFC, etc.) Desechos líquidos Minerales usados Energía usada Consumo de vegetales Consumo de productos animales Cantidad 1.5 millones de kg 10 millones de kg 700 mil kg 4 mil barriles de petróleo 25 toneladas 28 toneladas

37 Cambio global y ciclos biogeoquímicos Se añade gran cantidad de carbono a la atmósfera por quema de combustibles fósiles e incendios forestales Los cultivos de arroz y el ganado vacuno incrementan la cantidad de metano en la atmósfera. En ,200 millones de vacas produjeron 16 millones de toneladas de metano.

38 Cambio global y ciclos biogeoquímicos La fijación de nitrógeno industrial provoca: (1) amarillamiento de las hojas de pinos, (2) acidificación de suelos, (3) reduce la fertilidad de suelos por calcio, potasio y magnesio, (3) reduce la diversidad de plantas, (4) reduce la calidad del agua (muerte cerebral y muerte de niños), (5) provoca eutroficación de ecosistemas acuáticos.

39 Cambio global y rutas evolutivas Las poblaciones de los bordes de la distribución geográfica tienden a separarse (Hampe y Petit, 2005). El proceso evolutivo de poblaciones pequeñas sería por deriva génica con una consecuente reducción en la variabilidad génica. El cambio genético adaptativo puede ser más lento que el cambio climático (Etterson y Shaw, 2001).

40 Cambio global y rutas evolutivas La respuesta al cambio climático es debido más a plasticidad fenotípica que a procesos evolutivos (Gienapp et al., 2008) Extinción de especies especialistas y dominancia de especies maleza que tenderán a diversificarse (Tilman y Lehman, 2001) Los efectos del cambio climático sobre los mamíferos de Norteamérica serán impredecibles (Alroy et al., 2000).

41 Soluciones al deterioro Concepto Áreas naturales protegidas Definición Zonas de protección de la diversidad biológica y los recursos naturales y culturales que proteja la provisión de servicios ambientales Uso sostenible de recursos Modo de uso de recursos que busca mejorar las condiciones de vida de la población humana. Garantizando la provisión de éstos a las generaciones futuras

42 Soluciones al deterioro Concepto Tecnologías amigables Restauración ecológica Regla de las tres erres Definición Técnicas de producción de bienes y energía que reducen al mínimo el deterioro ambiental. Técnicas encaminadas a recuperar la trayectoria original de un ecosistema que ha sido dañado o destruido por actividades humanas. Cambio en los hábitos de uso y consumo de productos: reducir, reutilizar y reciclar los productos que consumimos diariamente.

43 Regla de las tres erres Concepto Reducir Reutilizar Reciclar Definición Disminuir al máximo o suprimir la emisión de contaminantes que tienen ciertas sustancias que usamos, como insecticidas y gasolinas. Volver a aprovechar las cosas que se mantienen en buen estado después de su uso inicial, sin modificarlas o procesarlas Proceso de reicorporación de los materiales de desecho en la fabricación de nuevos productos