Bases ecológicas para la silvicultura

Transcripción

1 Bases ecológicas para la silvicultura Nikolay Aguirre, Ph.D.

2 Contenido 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura 2. Complejidad ecológica 3. Grupos ecológicos de especies

3 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Origen de la Ecología Año Cronología 1844 Forbes, reconoció el aspecto dinámico de las interrelaciones entre los organismos y su ambiente 1870 Ernst Haeckel, acuñó el término Ecología como "el estudio de la interdependencia y de la interacción entre los organismos vivos (animales y plantas) y su ambiente (seres inorgánicos)" 1877 Karl August Möbius, en un ensayo sobre la comunidad de un ostrero, acuñó la palabra biocenosis (biotopo) ( ) Frederick E. Clements,fue uno de los ecólogos más influeyentes a nivel mundial. Desarrolló y depuró la teoría de la sucesión ecológica Arthur George Tansley; obogó por los términos ecosistema en el año 1935 y ecotopo en fue uno de los fundadores e la British Ecological Society y editor de Journal of Ecology 1927 Charles Elton. Libro en Ecología Animal George Evelyn Hutchinson, llamado también el Padre de la Limnología y el Darwin Moderno; reconocido por sus trabajos y definición sobre nicho n-dimensional Raymond Laurel Lindeman; marco el inició de la ecología del ecosistema, el estudio de los sistemas vivos como un todo 3

4 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Competencia Es la interacción entre individuos de la misma especie competencia intraespecífica) o de especies diferentes (competencia interespecífica) que utilizan el mismo recurso; éste suele estar en cantidad limitada 4

5 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Exclusión Competitiva Relacionado con nicho, con el que Gause desarrolló técnicas matemáticas para describir cómo las especies que compiten por el mismo recurso no pueden coexistir El principio de exclusión competitiva proveyó a los ecólogos de un mecanismo para explicar cómo se estructuran por sí mismas las comunidades 5

6 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Nicho Se denomina así a la estrategia de supervivencia utilizada por una especie, que incluye la forma de alimentarse, de competir con otras, de cazar, de evitar ser comida. Describe el rango de condiciones del hábitat que una especie o una población puede ocupar dentro de un ecosistema 6

7 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Teoría Neutral Unificada afirma que la coexistencia de especies y los patrones de abundancia y distribución dentro de los ecosistemas se rigen por procesos estocásticos de extinción, inmigración y especiación que por diferencias ecológicas intrínsecas de las especies Esta teoría puede verse como una hipótesis nula para probar la teoría del nicho y pretende predecir mejor la diversidad y la abundancia relativa de las especies en diferentes ecosistemas. 7

8 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Sucesión Ecológica Se refiere a los cambios predecibles y ordenados en la composición y estructura de las comunidades vegetales en ausencia de perturbaciones. La sucesión fue anteriormente vista como la llegada a una fase final estable llamada clímax. Ahora se reconoce que todos los ecosistemas están en una condición de no equilibrio, aunque algunas etapas a menudo las etapas tardías cambian más lentamente que otras. 8

9 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Co-evolución Influencias evolutivas mutuas (negativas o positivas) que existen entre las especies y ejercen presión de selección una sobre otra En algunos casos se puede desarrollar una fuerte relación mutualista (p. ej., micorrizas, mecanismos para asegurar la polinización) o antagonista (p. ej., la tolerancia de los herbívoros a las toxinas producidas por sus plantas hospederas). 9

10 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Biodiversidad: variación de la vida en todos los niveles de organización biológica y ecológica. Incluye todos los genes, especies, procesos ecológicos y biológicos y ecosistemas de una región. Índices usados tradicionalmente Diversidad alfa (diversidad dentro de un área o ecosistema) Diversidad beta (compara N de taxones entre ecosistemas) Diversidad gama (diversidad total de ecosistemas dentro de una determinada región) 10

11 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Población Conjunto de organismos de la misma especie que ocupan un área más o menos definida y que comparten determinado tipo de alimentos. Metapoblación Consiste de un grupo de poblaciones de la misma especie, espacial y físicamente separadas, que interactúan en un grado limitado 11

12 1. Fundamentos ecológicos en la silvicultura Teoría Gaia: Propone que todas las partes vivas y no vivas de la Tierra están funcionando en una forma compleja e interactiva comparable a los órganos en un organismo. La teoría sugiere que la vida misma y muchos procesos geofísicos en la Tierra han evolucionado de una manera ordenada para mejorar la habitabilidad del planeta. La idea todavía es debatida hoy en día, pero no se conoce el mecanismo que podría explicar tal regulación ordenada de la vida y los procesos a escala de un planeta. 12

13 2. Complejidad ecológica Complejidad Ecológica y Ciencia de la Complejidad Los conceptos y teorías desarrolladas por los ecólogos para entender el origen y la importancia de la biodiversidad han llevado a la visión de que los ecosistemas, como los bosques, son sistemas complejos que encajan en la definición de la teoría de la complejidad Ciencia de la complejidad Investiga cómo las relaciones entre las partes individuales o procesos simples pueden dar lugar a comportamientos colectivos de todo el sistema que no pueden predecirse por sus partes. Esta ciencia es diferente pero complementaria del estudio de la Biodiversidad. 13

14 2. Complejidad ecológica Ciencia de la complejidad Las relaciones no lineales y el comportamiento indeterminado, caótico o cuasi caótico hacen predicciones inciertas Los sistemas complejos tienen varios rasgos definitorios: Los límites son difíciles de determinar y nunca se tiene la define el sistema certeza de lo que El sistema está abierto a las influencias externas por lo que nunca está totalmente en equilibrio Las relaciones contienen circuitos de retroalimentación que pueden cruzar las escalas o las jerarquías de la organización, haciendo el sistema autorregulado o auto-organizado El sistema puede exhibir comportamientos que son emergentes El sistema recuerda sus estados anteriores y, como estados previos, influyen parcialmente los presentes. 14

15 2. Complejidad ecológica Resiliencia Ecológica La capacidad de un ecosistema para tolerar perturbaciones sin sufrir un colapso hacia un estado cualitativamente diferente que es controlado por un conjunto de procesos diferente Hace hincapié en: persistencia adaptabilidad variabilidad imprevisibilidad Reconoce que los ecosistemas están en un no-equilibrio y que los cambios en los procesos ecológicos en una escala pueden afectar a otros procesos en otras escalas de formas impredecibles 15

16 2. Complejidad ecológica Resiliencia Ecológica Holling (1992) desarrolló aún más este concepto y determinó que el estudio de los ecosistemas requiere de enfoques que están específicamente diseñados para la escala espacial y temporal de la pregunta respectiva. Reconoce seis escales en los sistemas forestales. 1. El nivel de la hoja 2. El nivel de la copa 3. El nivel de claro o hueco 4. El nivel de rodal 5. El nivel de paisaje 6. El nivel de bioma 16

17 2. Complejidad ecológica Teoría del Caos Iniciada por Robert May (1974), describe sistemas dinámicos no lineales que pueden exhibir en algunas condiciones un comportamiento aparentemente impredecible. Un factor clave responsable de este comportamiento es la sensibilidad. Ahora se entiende que los sistemas caóticos son deterministas en el sentido de que están influenciados por atractores, que determinan la dirección general o las condiciones en las que el sistema se desarrollará, aunque es imposible determinar ubicaciones exactas 17

18 2. Complejidad ecológica Teoría del Caos La maduración de la teoría del caos como un movimiento intelectual dominante fue en gran parte debido a la aparición de una teoría matemática general de sistemas dinámicos no lineales que también incluyeron el caos La ciencia entró en una nueva fase cuando los conceptos e ideas no sólo fueron expresados en ecuaciones matemáticas, sino que fueron utilizados como una herramienta de investigación para simular e investigar la dinámica de los ecosistemas complejos 18

19 2. Complejidad ecológica Modelos de Simulación Son herramientas útiles para integrar y estudiar las características inherentes de los sistemas complejos. JABOWA primer modelo a nivel de comunidad de la dinámica forestal; fue un intento por encontrar utilidad a las computadoras como una investigación sobre aspectos ecológicos JABOWA fue introducido en la literatura ecológica bajo el título Algunas consecuencias ecológicas de un modelo informático del crecimiento forestal JABOWA simula patrones de desarrollo a nivel de ecosistema, específicamente los elementos clave de la sucesión arbórea. Este enfoque ha demostrado ser muy exitoso y JABOWA ha inspirado el desarrollo de numerosos modelos de comunidad para varios tipos de ecosistemas 19

20 3. Grupos ecológicos de especies El comportamiento de los organismos en la naturaleza responde a la interacción de las características genéticas, definidas a través de la evolución y de los factores ambientales; esta combinación permite diferentes expresiones de comportamiento que forman un continuo, más que manifestaciones discretas, por esto se dice que:.. en la naturaleza no hay ni negros ni blancos sino diferentes matices de gris. Grupos ecológicos de especies = Gremios de especies Grupos de especies que utilizan uno o varios recursos del medio de la misma manera. Los gremios agrupan especies que comparten patrones similares de exigencias de radiación lumínica, regeneración y crecimiento. 20

21 3. Grupos ecológicos de especies Grupos ecológicos de especies = Gremios de especies heliófitas efímeras: especies intolerantes a la sombra, es decir, que requieren de luz para establecerse, crecer y reproducirse, y que tienen una vida muy corta heliófitas durables: especies intolerantes a la sombra, de vida relativamente larga esciófitas parciales: especies que toleran la sombra en las etapas tempranas del desarrollo, pero requieren necesariamente de un grado elevado de iluminación, alcanzar el dosel, para pasar de las etapas intermedias hacia la madurez. esciófitas totales: especies que se establecen a la sombra y no tienen la capacidad de aumentar significativamente su crecimiento si se abre el dosel. 21

22 3. Grupos ecológicos de especies Umbral lumínico para las etapas de desarrollo de las diferentes especies 22 El umbral lumínico, es el momento en el desarrollo del árbol a partir del cual requiere plena iluminación o al menos niveles mayores de radiación que de los que ha dispuesto. El cambio de exigencia energética corresponde con cambios en la fisiología del individuo, asociados posiblemente con niveles hormonales que determinan la eficiencia fotosintética, diferenciación de tejidos reproductivos etc.

23 3. Grupos ecológicos de especies Se identifican 4 grupos ecológicos: * heliófitas efímeras * heliófitas durables * esciófitas parciales * esciófitas totales las diferentes especies requieren mayores niveles de energía a partir de diferentes etapas de su desarrollado, ellas han desarrollado estrategias específicas para asegurar la permanencia de la especie en el ecosistema y para lograr los niveles adecuados de radiación que les permita alcanzar el pleno desarrollo, al planificar una intervención, sea cosecha u otro tratamiento silvicultural hay que tomar en cuenta las exigencias ecológicas de las especies. 23