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Ecología Terrestre
Concepto de Ecosistema Terrestre Problemática principal Criterios de importancia Galicia y España
La Ecología Terrestre deriva de la Ecología más antigua, que hereda contenidos de: Agronomía Historia natural Geografía del paisaje Se separa de otras partes de la Ecología, como: Oceanografía Ecología marina Limnología
1.
Los ecosistemas terrestres se diferencian porque: A. En Ecosistemas Acuáticos
1. El Medio Físico es el agua, y el sustrato puede ser la roca o el sedimento. El medio es más estable y continuo a nivel de flujos de energía y de nutrientes que en los ecosistemas terrestres. 2. La producción primaria está regulada por nutrientes, luz y herbivorismo por ese orden de importancia
B. En Ecosistemas Terrestres
1. El Medio Físico es la atmósfera y el sustrato el suelo (reserva hídrica y de nutrientes 2. La producción primaria está regulada por luz, agua, nutrientes y temperatura, por ese orden. Además hay otros factores como la ETP, duración del periodo favorable a la producción 1ª, etc.
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Los ecosistemas tienen una importante dimensión en altura, aunque menor que en ecosistemas acuáticos (donde se habla de profundidad de la columna de agua). Se puede hacer un perfil vertical en la parte aérea donde hay un gradiente de arriba debajo de la intensidad y calidad de luz, humedad relativa, intensidad del viento, etc. Respecto a las estructuras vegetales hay una gran diferencia en la parte aérea en un ecosistema de bosque respecto a uno herbáceo (de prado), pero a nivel de biomasa subterránea casi no hay diferencia. La diferencia principal por lo tanto está en la biomasa de ramas y troncos, es decir, estructuras de soporte que algunas plantas han desarrollado para estar a niveles más altos y tener así mayor acceso a la luz.
A una escala global la producción primaria en ecosistemas terrestres aparece en una estructura de bandeado zonal siguiendo la disposición de los paralelos terrestres de acuerdo a regiones bioclimáticas. Las zonas de máxima producción primaria están en un cinturón a nivel del ecuador, seguido de ecosistemas tropicales, subtropicales y luego en menor medida latitudes medias y altas y por último los polos donde la producción es muy baja. Existen salvedades en este gradiente, correspondientes a las zonas desérticas.
La producción primaria en un ecosistema terrestre es máxima en el ecuador y se hace menor a medida que aumenta la latitud. Esta regla general ocurre en ecosistemas de bosque, arbustivos, humanizados de cultivo, e incluso en ecosistemas de lago, ya que el cambio de latitud implica cambios de luz, temperatura, etc. que pueden ser favorables/desfavorables a la producción primaria.
Según Ovington (1962) el objetivo central de su estudio es el movimiento de energía, agua y nutrientes dentro y a través de los ecosistemas, con particular énfasis en los factores que controlan las tasas de flujo.
Fig. 18.16. Flujo de la energía solar a través de un ecosistema terrestre (diagrama de Sankey). De toda la energía solar incidente, sólo el 2% pasa a formar parte de la producción bruta. De ese 2% un 1% se pierde en respiración, por lo que sólo un 1% pasaría a la producción neta. Este 1% aprovechado es utilizado en la producción de biomasa, reproducción y para alimentar toda la cadena trófica, incluida la vía de la descomposición.
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1) Importancia cuantitativa 2) Importancia estructural 3) Importancia funcional 4) Importancia sucesional
1) Importancia cuantitativa a) Análisis de superficies ocupadas por tipo de ecosistemas (superficie forestal, arbolada, rasa, etc.) b) Análisis de superficie por especies dominantes (caducifolias, coníferas, etc.) c) (A gran escala)
Pág. 2. (fotocopias). Inventarios forestales nacionales. Cuadro 1. Importancia cuantitativa de los ecosistemas en base a la superficie que ocupan. Monte hueco: bosque cuya cobertura arbórea cubre menos del 10% del suelo. Es el monte raso, muy escaso y con muy poca cobertura de árboles y dispersos. Galicia ocupa una superficie de aproximadamente 3 millones de has de las cuales 1 millón es agrícola y 2 millones forestales. Dentro de los 2 millones de has forestales 1 millón está ocupada por matorral y el otro millón por arbolado.
Cuadro 2. Importancia cuantitativa en base a superficie por especies dominantes.
Pág. 3 (fotocopias). Datos más recientes de formaciones forestales dominantes. 3er^ inventario nacional forestal. El término frondosas engloba a las caducifolias nativas (p. ej. abedul) y también a las especies perennes de hoja ancha (p. ej. eucalipto)
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- Importancia estructural** a) Cuáles son los elementos – Las especies b) Cómo son – Descripción de la vegetación c) Dónde están – Perfil ecológico d) (A pequeña escala) En relación a la estructura pueden explicarse ciertos índices ecológicos. Los datos cuantitativos de la biodiversidad también aportan información estructural.
3) Importancia funcional a) Ecología trófica (formas de alimentación, niveles tróficos, etc.) b) Flujos de materia y energía c) Ciclos de los nutrientes d) Balances de aguas o nutrientes (entradas, salidas, retención en biomasa) e) Demografía (de especies dominantes, en extinción u otras especies de interés) f) (Estudios desiguales). Entre unos ecosistemas y otros. Están mejor estudiados los ecosistemas mediterráneos que los atlánticos en muchos aspectos.
4) Importancia sucesional A medida que avanza la sucesión: a) Cambia el número de nichos y relaciones tróficas (más numerosas y complicadas en ecosistemas maduros que en jóvenes) b) Cambios en estructura y biomasa (mayor complejidad de la estructura y aumento de la biomasa estructural y disminución de la fotosintetizadora) c) Cambios en la producción primaria y secundaria d) Cambios en patrones demográficos (sustitución de r estrategas por K estrategas) e) (Distinta respuesta a perturbaciones) (distinta resilencia)
Cuadro 3-18. Enfoque del ecosistema desde el punto de vista energético. A medida que aumenta la maduración del ecosistema el flujo de energía se vuelve más lento y tiende a acumularse.
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¿Cómo se denominan los grandes complejos ambientales? Los Ecosistemas Terrestres se agrupan en tipos definidos por el paisaje vegetal, fundamentalmente. Desde el punto de vista de la vegetación, estas unidades corresponden a las formaciones Cuando a la comunidad vegetal o formación le añadimos la comunidad animal, tenemos el bioma Bioma es, pues, un gran tipo de ecosistema que albera en su interior ecosistemas similares
¿Dónde se localizan? Los Biomas se localizan en grandes zonas de la Tierra formando bandas paralelas latitudinalmente , es decir, tienen una localización zonal a escala planetaria Por otra parte, una situación de replicación de la zonación climática latitudinal la encontramos también en las zonas de montaña, donde las bandas altitudinales albergan pisos de vegetación, de biomas, diferentes.
¿Cuáles son los principales factores de la Matriz Ambiental que regulan su desarrollo y funcionamiento? Son la Temperatura (oscilaciones térmicas, etc.) y la Humedad (régimen hídrico, disponibilidad hídrica, etc.) que vienen determinadas espacialmente por la latitud y la altitud.
¿Cuál es la estabilidad de su ambiente físico? Viene dada por las regularidades y periodicidades en la insolación, la periodicidad día
- noche, duración de las estaciones, la disponibilidad de agua, su distribución temporal, etc. P. ej., la regularidad térmica por efecto de la oceanidad en contraste con la irregularidad del efecto de la continentalidad.
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¿Por qué se aplican aquí solamente los complejos ambientales terrestres? Porque en los Ecosistemas Acuáticos tiene menos importancia la localización geográfica (la producción primara en Ecosistemas Acuáticos depende de:
- Nutrientes
- Luz
- Herbivorismo Así que la temperatura es menos determinante de sus características. Porque además la tipología de los ecosistemas acuáticos no está basada en las características morfológicas o fisionómicas convergentes de sus organismos, sino que está basada en características tróficas, como concentración de nutrientes, biomasa, productividad, etc. En los ecosistemas acuáticos, la biomasa animal es mucho más importante cuantitativamente que en los ecosistemas terrestres
Ecosistemas terrestres Ecosistemas acuáticos Localización geográfica NO regula localización P1ª regulada por luz, agua, nutrientes, temperatura
P1ª regulada por nutrientes, luz y herbivorismo Convergencia morfológica o fisionómica Caracteres tróficos, biomasa, producción
Biomasa animal escasa Biomasa animal elevada
- Complejo ecuatorial de bosque lluvioso
- Complejos litorales. Pluvisilva tropical
- Complejo de bosque Tropófilo (caducifolio tropical de clima alternante húmedo-seco)
- Complejo de sabana
- Complejo de estepa tropical
- Complejo de desierto
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Análisis estructural Análisis funcional
Clima Suelos, ciclos biogeoquímicos Estructura de la vegetación Adaptaciones. Ritmos Biocenosis Producción y Biomasa
Se encuentra delimitado entre los 10º de latitud N y 10º de latitud S, aunque mejor delimitado en la franja entre los 5ºN y 5ºS Está dominado por la vaguada ecuatorial, o sea, un cinturón de bajas presiones (1009 – 1012 mb) donde convergen los alisios superficiales que se dirigen desde los Anticiclones subtropicales hacia la vaguada ecuatorial, con una dirección NW a SE en el Hemisferio N y …
Le corresponde según la clasificación de Koppen un tipo ecuatorial húmedo: Af o Am Las precipitaciones anuales superan los 2000 mm y son producidas como lluvias convectivas generadas por grandes cúmulo-nimbos. o Esta precipitación elevada puede ser muy regular , pero en algunos ambientes es más irregular , con un máximo y un mínimo o bien con 2 máximos y 2 mínimos anuales de difícil explicación científica. Pero siempre hay un excedente de agua: siempre hay agua a disposición de los seres vivos y siempre hay agua para descargar a grandes ríos. El régimen térmico , por el contrario, es muy uniforme, debido a la insolación uniforme que recibe esta zona en el transcurso del año La Tª media anual es elevada (25ºC según unos autores, 27ºC según otros), con débil amplitud térmica anual , con sólo 2 o 3 ºC de oscilación térmica anual. Se registra una
Ecología Terrestre amplitud térmica diaria importante , llegando a 9-10ºC cada día, es decir, se registra una Tª mínima diaria de unos 20ºC y una Tª máxima diaria de unos 30ºC.
En general los suelos de estas zonas son suelos muy antiguos ya que frecuentemente proceden del terciario, si prescindimos de suelos volcánicos y aluviales, que son muy recientes. Estos suelos ecuatoriales son muy profundos, y tienen varios metros de espesor. La alteración de la roca es muy intensa y continua, a causa del clima cálido y lluvioso. El régimen pedogénico que existe en estas condiciones es la laterización o ferralitización (régimen pedogénico es cada una de las tendencias básicas del desarrollo del suelo, dentro de un gran grupo de suelos, bajo el control de un régimen climático determinado). La laterización corresponde así a climas cálidos y húmedos, donde hay una continua descomposición de los restos vegetales y una continua e intensa alteración de la roca.
Los principales procesos y características que implica la laterización son: o La falta de humus tanto sobre el suelo como dentro del suelo. Esto es debido a que los restos muertos son rápidamente descompuestos por bacterias. o Al no haber ácidos húmicos y ser pobre en CO 2 , el pH del agua se acerca a la neutralidad o es débilmente alcalino. o Esta agua que penetra varios metros provoca la hidrólisis de total de los silicatos: la sílice, SiO 2 , se pierde por lavado, ya que al ser el agua ligeramente alcalina disuelve la sílice; así mismo, son lavadas las bases o Los sesquióxidos de Fe y Al, principalmente los Fe 2 O 3 y Al 2 O 3 , son insolubles en estas condiciones y permanecen in situ formando arcillas rojizas , nódulos o estratos (costras llamadas lateritas ). o Al no haber colides silicatados, el suelo es firme y poroso (no adherente ni plástico) y deja pasar fácilmente el agua. o El suelo, rojizo o amarillento, no tiene horizontes definidos o Es un de baja fertilidad , muy pobre, por falta de humus y de bases
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Las especies arbóreas son muy longevas , hasta 200-250 años de vida. Tienen maderas muy densas y duras (teca, caoba, ébano). Hay especies de diferentes portes. Los árboles de mayor altura presentan la parte inferior del tronco con alas, contrafuertes o con zancos, para reforzar el soporte de tronco y copa. Tienen la corteza lisa y delgada. Los árboles tienen una morfología muy similar, parecen todos iguales, hay muchos caracteres convergentes. Las raíces son poco profundas por: precipitación abundante, escasez de nutrientes, y mala aireación del suelo. En realidad los contrafuertes son raíces tubulares de 9-10m de alto y 9-10 cm de ancho. Las yemas están poco protegidas, cubiertas por pelos o por escamas sedosas. Las hojas son medianas o grandes, frecuentemente con goteadores. Las hojas de sombra son brillantes, delgadas , con cutícula fina y estomas salientes. Todo favorece la transpiración. Los árboles presentan frecuentemente caulifloria , o sea, flores que nacen directamente en el tronco o en ramas viejas (igual que en el algarrobo). La vegetación inferior, arbustiva y herbácea, está limitada por la luz; ocasionalmente algún nutrientes es un factor limitante en este ecosistema. Las lianas y epífitas son dos formas de vida adaptadas a escasa luz. Las lianas disponen de distintos sistemas para mantenerse agarradas a los árboles: unas especies tienen ganchos, otras raíces adventicias y otras, tallos volubles. Las especies epífitas presentas distintos tipos de sistemas de captación de agua y nutrientes. Estas especies pueden absorber agua durante las lluvias. Lo que realmente les importa es la frecuencia de estas lluvias, y no la cantidad de agua caída en cada episodio; poseen formas de almacenamiento como son los tubérculos foliares en algunas orquídeas, hojas crasas en bromeliáceas y orquídeas, etc. Las formas de captación de agua de lluvia son:
- Raíces aéreas en orquídeas
- Pelos absorbentes que toman agua de los embudos basales de las hojas, en Bromeliáceas
- Hojas aplanadas que retienen suelo y agua en helechos con dimorfismo foliar
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No hay ritmos estacionales , hay regularidad en el crecimiento vegetal, y no quedan marcados los anillos de los árboles o Tampoco hay una época de floración ni de fructificación. En los niveles inferiores por escasez de luz, hay poca floración. o La vegetación es de hoja perenne , aunque a veces una especie tiene un periodo de caída de la hoja, determinado seguramente por ligeras variaciones del fotoperiodo. También es frecuente que dos individuos de la misma especie o dos ramas del mismo árbol estén uno con hojas y otro sin ellas, o con y sin flores. o Hay una periodicidad autónoma , que no tiene relación con los meses del año: hay periodicidades de 2-4, de 9 y de 32 meses. o Así que siempre hay unos cuantos individuos o ramas en floración, fructificación, sin hojas. Es importante tróficamente , los consumidores siempre tienen recursos disponibles.
Tiene alta diversidad y riqueza específica o 200 spp de árboles/Km^2 , siendo el área mínima superior a 1 ha, según Ozende o 300 spp arbóreas/Km^2 en la selva brasileña, según Billings o 20.000 spp de insectos Y según E. O. Wilson, 1989, podemos encontrar: o 1 árbol, leguminosa, en la selva de Perú que alberga encima a 43 sps de hormigas de 26 géneros, lo que equivale a toda la diversidad de hormigas de las Islas Británicas.
Entre los árboles, es frecuente que no haya más de un solo individuo de una especie/ha lo cual dificulta la explotación y la extracción, e implica una mayor destrucción de la selva. Hay una gran diversidad de tipos biológicos, aunque el 70% de las especies vegetales son Fanerófitos, árboles, que dominan en biomasa también. Hay otros tipos biológicos.
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La Producción Bruta es más elevada; el mantenimiento supone un alto gasto energético en respiración, con lo que resta poca Producción Neta = 10 – 20 t/ha/año Es uno de los ecosistemas más activos: flujo de E y ciclo de los elementos son muy rápidos, fuera de los seres vivos. En el medio biótico son muy lentos.
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Se encuentra en las costas del W de los continentes, entre los 30 y los 45º de latitud Se trata de zonas de transición entre los desiertos litorales de los trópicos (15-30º de latitud) y las zonas de clima húmedo, también en las costas occidentales (40-60º de latitud): estas áreas tienen unas condiciones ambientales intermedias Toman las características de la región periférica del Mar Mediterráneo y se denominaron por extensión ecosistemas mediterráneos a los ecosistemas en cualquier región del mundo con un clima de régimen mediterráneo, que conlleva una vegetación xerófita (esclerófila) con adaptaciones morfológicas convergentes, y fisiológicas comunes, en las distintas especies. Hay grupos de especies en unos continentes, p.ej. Ericáceas, que desempeñan un papel en estos ecosistemas y que en otros continentes son sustituidos por otras especies, incluso de otras Familias, p. ej. Proteáceas, en Sudáfrica y Australia.
En el clima mediterráneo, que es un clima subtropical con verano seco, se incluye: o El clima Csa de Koppen, que tiene un carácter templado con lluvias invernales y veranos secos y calurosos. o El clima Csb de Koppen (en las bandas costeras suavizadas por efecto de los Océanos) con veranos más frescos. Como ejemplo: Sevilla tiene una Tma = 18ºC y Pa = 600 mm (máxima en nov-dic y máxima en marzo). Al coincidir este régimen climático las altas temperaturas con el periodo de sequía, que es intenso y largo, se registra un déficit de precipitación hacia el medio y final del verano.
Fig. 13.9. Los ecosistemas con menor precipitación son los de verano. Hay cierta fluctuación en temperatura y precipitación.
Ecología Terrestre Cistus (Halinium alyssoides), Rosmarinus, Lavandula, Thymus (tomillo), Viburnum 2) Xerófitas esclerófilas: son especies con hojas pequeñas, duras, reforzadas por tejidos mecánicos. Adaptadas a zonas de larga sequía estival, durante la cual reducen al mínimo la transpiración; así la concentración de líquido celular sólo aumenta en condiciones extremas, ej.: Quercus ilex, Olea europea. El índice
hojas roble/abedul (hoja caduca).
Las esclerófilas reducen la transpiración cerrando los estomas (tienen 400- estomas/mm^2 ) y sin perder superficie foliar En ambientes de sequía estiva, la vegetación esclerófila posee más capacidad competitiva que la vegetación siempre verde o no esclerófila (laurel) y que la vegetación caducifolia (robles, quejigos). Hay que tener en cuenta que en Europa, en los ambientes mediterráneos con mayor disponibilidad de agua hoy se encuentran en los viñedos y eso supondría que el bosque climácico que antes ocuparía estas zonas, seguramente no tendría paros vegetativos largos originados por sequías largas.
En la región circunmediterránea se diferencian 3 zonas de vegetación que se suceden tanto en altitud como en latitud. Ozenda las denomina como: 1) Termomediterránea, 2) Mesomediterránea,
- Supramediterránea. Se puede reconocer incluso una cuarta zona: 4) Oromediterránea
Incluye una vegetación con requerimientos térmicos , se puede considerar subtropical, y se encuentra allí donde las temperaturas medias anuales están comprendidas entre los 17ºC y los 21ºC. Incluye las regiones bajas y costeras del Sur de la cuenca mediterránea, por debajo de una lúnea que une Barcelona con Esmirna, en Turquía. Abarca casi toda España, el N de África, Baleares, Cerdeña, Sicilia, el S de Italia, Grecia, Creta, Chipre, el S de Turquía y se extiende a Livia, Líbano e Israel. En los ecosistemas desarrollados en estas zonas, la vegetación consta de acebuchares ( Olea europea, var. oleaster ), coscojares ( Quercus coccifera) , algarrobales ( Ceratonia
Ecología Terrestre siliqua) y palmitales ( Chamaerops humilis), con Pistacia lentiscus y otras acompañantes termófilas. En la Península Ibérica se encuentra en la banda comprendida entre el mar y los 300m de altitud, desde Cabo Creus hasta el Algarbe.
Es la zona de predominio de encinares y alcornocales. Esta zona tiene unas condiciones más frescas que las anteriores, que corresponde a una posición colina, no montana. El bosque de Quercus ilex climácico tiene una estructura compleja , formada por: 1) Estrato dominante : ocupado por Quercus ilex, de 15 a 18 m de altura. 2) Estrato arbustivo: de 3 a 5 m de altura, con Viburnum tinus, Phyllirea media, Ph. Angustifolia, Pistacia lentiscus, P. terebinthus, Rhamnus alaternus, Smilax, Lonicera, Clematis 3) Estrato herbáceo: de unos 50 cm de altura, poco denso con Ruscus aculeatus, Rubia peregrina, Asparagus acutifolius. Funcionamiento del encinar. Numerosos estudios en Cataluña y Montpellier. Planteamiento de parcelas o de Cuencas hidrográficas.
En la Península Ibérica está repartido de tal foque que Q. ilex ilex se encuentra en ambientes colinos no continentales, mientras que por su parte Q. ilex rotundifolia prefiere las características más continentales del centro peninsular. Ambas especies se desarrollan sobre sustratos calcáreos. Q. suber sustituye a ambas especies de encima sobre suelos ácidos en climas más oceánicos De alguna manera, el bosque se ha mantenido en forma de un ecosistema antropizado como la DEHESA , que es un bosque sabanoide. La dehesa es compatible con formas sostenibles de ganadería y algunos cultivos. Los encinares y alcornocales climácicos están degradados desde hace muchísimos años, ya que los verdaderos bosques de Q. ilex, conservados, prácticamente se encuentran limitados a laderas montañosas del Norte de África.
