Dr. Víctor López Gómez
FACULTAD DE CIENCIAS, UNAM
EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y
DETERIORO AMBIENTAL
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
EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y
DETERIORO AMBIENTAL
Dr. Víctor López Gómez
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.
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 Capacidad de un ecosistema para mantener su
estructura y funcionamiento ante un disturbio.
Ecosistema frágil Ecosistema que se mantiene estable sólo en un ámbito estrecho de condiciones ambientales.
Ecosistema robusto Ecosistema que se mantiene estable en un amplio ámbito de condiciones ambientales.
Conceptos asociados
Concepto
Definición
Disturbio 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. Perturbación 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.
tiempo PPN tiempo PPN ESTABLE INESTABLE
Equilibrio ecológico
tiempo D es c om pos ic ión ALTA RESILIENCIA DISTURBIO SUCESIÓN tiempo BAJA RESILIENCIA DISTURBIO SUCESIÓN D es c om pos ic ión
Equilibrio ecológico
tiempo R iquez a de es pec ies BAJA RESISTENCIA DISTURBIO SUCESIÓN tiempo R iquez a de es pec ies ALTA RESISTENCIA DISTURBIO SUCESIÓN
Equilibrio ecológico
Temperatura anual P rec ipi tac ión anual ECOSISTEMA ROBUSTO Punto estable Punto inestable Temperatura anual P rec ipi tac ión anual ECOSISTEMA FRÁGIL Punto estable Punto inestable
Equilibrio ecológico
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
Equilibrio ecológico
SUCESIÓN
DISTURBIO
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
).
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).
MOSAICO:
Sistema de
parches
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.
Turner et al. (1993) T ar danz a de los di s tur bi os
Incendios en el Parque Yellowsto ne
Estepa de Artemisia tridentata con la “cebadilla” Bromus tectorum
Claros por caída de árboles en las
montañas Great Smoky
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
Escalas a las que opera el
deterioro ecológico
Escala global
Escala local
•Cambio climático
•Agujero de ozono
•Desertificación
•Pérdida de la
biodiversidad
•Deforestación
•Pérdida y degradación de
suelos
•Problemas de uso de agua
•Contaminación
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
Causas del deterioro ecológico
a escala global
1. El elevado crecimiento poblacional humano
2. Patrones de consumo excesivo
3. Uso de tecnologías inadecuadas o mal aplicadas
4. Gobernabilidad reciente
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.
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.
Uso, consumo y desechos por un
ser humano estadunidense
Concepto Cantidad
Gases atmosféricos (CO2, CO, CFC, etc.) 1.5 millones de kg Desechos líquidos 10 millones de kg
Minerales usados 700 mil kg
Energía usada 4 mil barriles de petróleo Consumo de vegetales 25 toneladas Consumo de productos animales 28 toneladas
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 1970 1,200 millones de vacas produjeron 16 millones de toneladas de metano.
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.
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).
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).
Concepto
Definición
Áreas naturales protegidas
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
Concepto
Definición
Tecnologías amigables
Técnicas de producción de bienes y energía que reducen al mínimo el deterioro ambiental.
Restauración ecológica
Técnicas encaminadas a recuperar la trayectoria original de un ecosistema que ha sido dañado o destruido por actividades humanas.
Regla de las tres erres
Cambio en los hábitos de uso y consumo de
productos: reducir, reutilizar y reciclar los productos que consumimos diariamente.
Regla de las tres erres
Concepto
Definición
Reducir
Disminuir al máximo o suprimir la emisión de contaminantes que tienen ciertas sustancias que usamos, como insecticidas y gasolinas.
Reutilizar
Volver a aprovechar las cosas que se mantienen en buen estado después de su uso inicial, sin
modificarlas o procesarlas
Reciclar Proceso de reicorporación de los materiales de
