Biosfera:Paisajes, Bosques

& ÁrbolesLos Sistemas a Poder-Solar

Resumen de la Sesión

1. Introducción.2. La Biomasa del Árbol.3. Efectos del Viento.4. Efectos de Temperatura.5. Árboles & Precipitación.6. Como un árbol interactúa con Lluvia.7. Un Paseo por las Principales Biomasa.

• Aprender el valor que tienen los árboles para la biósfera.

• Ver que los árboles son los máximos convertidores y moderadores de energía.

• Entender porque la Permacultura se enfoca en árboles & sistemas perennes.

• Explorar las complejas interacciones entre los árboles y las energías de:– Radiación solar entrante (insolación).– Precipitación y la envoltura gaseosa de

atmósfera.

Objetivos de Aprendizaje

• La Biosfera es una parte de la tierra, la cual incluye el aire, la tierra, piedras en la superficie y agua, en las cuales ocurre vida. – Procesos bióticos a su vez alteran o transforman.

• La Biosfera es el sistema global de seres vivos y sus relaciones, incluyendo sus interacciones con los elementos de la Geosfera, Hidrosfera y Atmósfera.

Biosfera

Gaia Hipótesis

• Propone que componentes vivos y no-vivos de la tierra son un sistema interactivo complejo el cual puede ser visto como un solo organismo

• Atmósfera, Geosfera e Hidrosfera son sistemas cooperativos.– Rinden una biosfera llena de vida.

• La hipótesis inicial era que la biomasa modifica las condiciones en el planeta para crear condiciones mas hospitalarias.

CultureNature

1

Cupboard

Nature2

Rubbish Dump

Views of Nature

Nature3

Cupboard & Dump

Culture

Views of Nature

Nature4

Supersystem

Cultura

Subsystem

Views of Nature

Life Support Services

Este es el mapa mas reciente de la biosfera de la Tierra

Aire Agua

Tierra Vida

El Sistema Tierra

Biómas Antropogénicas del Mundo

Una Nueva Simbiosis• Existe la necesidad de una nueva simbiosis entre la naturaleza y la sociedad humana.• Para crear un equilibrio apropiado entre paisajes de biosfera productivos, y paisajes de tecnósfera sanos y

habitables, los círculos de retroalimentación que causan inestabilidad deben ser contrarrestados por círculos regulatorios, que controlan y que causan estabilidad en todas las dimensiones naturales y humanas (Naveh, 2000). Al mismo tiempo, es importante darse cuenta que nuestra crisis medioambiental es básicamente una crisis cultural de nuestra relación con la naturaleza. Por ende, los conflictos básicos entre los paisajes de biosfera y de tecnósfera solo pueden ser reconciliados a través de la creación de nuevas relaciones simbióticas entre la sociedad humana y la naturaleza. Tal simbiosis post-moderna, la cual es tan urgentemente necesitada, debe conducir hacia una integración estructural y funcional de ecotopias de bio- y tecnósferas, creando así una ecosfera coherente y sustentable, en la cual se puede asegurar la evolución biológica de sistemas naturales y también la evolución cultural de sistemas humanos. La misión de “restaurar, retomar y rehabilitar paisajes dañados para revitalizar pantanales, ríos, lagos y sus orillas, para crear corredores vivos y factibles islas urbanas de biosfera, podría cumplir un rol importante en esta integración. Debería ser parte de planificación comprensiva de paisajes y administración medioambiental para lograr el desarrollo sustentable de un sociedad de información, y así pasar a ser una fuerza que impulsa a este proceso simbiótico” (Naveh, 1999).

• Visto de esta manera, se nos hace claro que los ambientes fabricados no son ni auto-suficientes ni auto-mantenidos (Folke, 1992). Son básicamente dependiente de los ambientes naturales y domesticados que son impulsados por poder solar – el ambiente que sostiene la vida. Es mas, estos ambientes fabricados no podrían existir en su forma actual sin los ingresos externos de, o sin la capacidad de asimilar desechos de esos ambientes (Naveh, 2000). Este patrón degenerativo de uso de energía si manifiesta en perdida de biodiversidad, desertificación acelerado, erosión de suelos, e inundaciones a un nivel regional y local y cambio climático y disrupción de la capa de ozono al nivel global. La tensión impuesta por la actividad humana afectas los mecanismos regulatorios de ambientes que sostienen vida, y como consecuencia las funciones de producción y regulatorias de bienes y servicios medioambientales (Naveh, 2000; Folke, 1992). Es mas, el impacto de paisajes de tecnósfera y de agro-industria cumulativamente erosionan la resiliencia de ecosistemas, y socava la capacidad productiva de los mismos.

Dióxido de Carbono

Energía de Luz

Agua

Oxigeno

Fotosíntesis Básico

El Paisaje es el enlace entre la Naturaleza & la Cultura

Cultura

P A I S A J E S

Naturaleza

DiseñoPatrón

El Diseño es Cultura de Naturaleza – la bisagra que las conecta

Introducción

• Esta sección explora la compleja interacción entre los árboles y las energías que ingresan– Radiación, Precipitación y Vientos.

• Resiste medidas precisas, pero se pueden describir los efectos amplios.– Demostrar el valor de los árboles para la

biosfera.

• Veamos como funciona un bosque explorando un tema a la vez.

Introducción

• Sin árboles no podemos vivir en la tierra; todos seremos afectados por las realidades ecológicas.– Dan muchos servicios de ecosistemas que hacen que

la tierra sea habitable.

• La deforestación empobrece a las naciones– Un desierto en nuestras huellas vs. plantar como un

acto regenerativo y subversivo.– El remover bosques causa sequías, perdida de agua,

perdida de nutrientes, salinización y lluvia acida.

Introducción

• Los árboles son los profesores mas penetrantes.

• El amplio cuerpo de bosque esta en un estado activo de transacciones energéticas con todo el medioambiente.

• Los árboles son los máximos convertidores y moderadores de energías entrantes.

• No solo hay que construir suelo, si no que también conservarlo.

La Biomasa de un Árbol

• Muchas zonas de biomasa; – Visible: tallo y corona,– Orilla del suelo: detritus y humus, – Bajo-tierra: raíces & asociados.

• Una zona de descomposición.– Mucha de esta es transferida a y reencarnada

en otras cosas vivas.

• Solo puede ser entendido como una entidad completa.– Waru: el árbol en un sistema completo.

Efectos del Viento

• Observa un árbol en el viento– En vientos fuertes la intercepción de luz pasa a ser

segundario.

• El bosque se dobla y oscila.– Bosques en las orillas son gruesos y robustos para

resistir.

• La forma del árbol como un indicador:– Efectos, dirección e intensidad del viento.– Donde poner corta-vientos.

• Bosques dan una maya de nutrientes para materiales traídos por el viento.

Efectos de Temperatura

• La evaporación causa perdida de calor y condensación causa aumento de calor.– Ambos efectos se pueden usar para calentar o enfriar

superficies.

• Un Olmo puede mover hasta 7,000 Kg. de agua.• Las hojas dan superficie para condensación.

– Puede evapotranspirar entre 38 a 100 cm. de lluvia

• Árboles enfrían el aire durante el día y entibiecen el aire durante la noche.

• El bosque puede estar 15º C mas calido que la temperatura del aire.

• Efectos moderador de almacenamiento de agua y agrupa contra el viento desde la casa.

• Deshumidificación solo lo hace los árboles debido a que absorben humedad directamente.

• Reduce la temperatura usando follaje rojo. Pueden haber 20º menos. Menos que con el efecto de follaje verde.

• Follaje blanco puede reflejar 85% de la luz que entra.

• Hojas oscuras de plantas de sombra solo reflejan el 2%.

Efectos de Temperatura

Árboles & Precipitación

• La precipitación no esta compuesta solo de lluvia.– Puede ser cambiada por nuestras acciones.

• Las ciudades consumen mas O² de lo que producen.

• Los árboles ayudaron en la creación de la atmósfera;– Intercambio de gases: ciclos de oxigeno & agua.

• Y suelos:– Descomposición mecánica y química de rocas.

• 80% de la atmósfera es mantenida por árboles?• Efectos básicos de los árboles en la

precipitación.

Fenómeno de Condensación

Árbol gigantesco tiene 16 hectáreas de superficie de hojas

• ”On the dry island of Hierro in the Canary Islands, there is a legend of the rain tree: a giant ‘Til’ tree (Ocotea foetens), …the leaves of which condensed the mountain mists and caused water to drip into two large cisterns which were placed beneath. the tree was destroyed in a storm in 1612 a.d. but the site is known, and the remnants of the cistern preserved…[this one tree] distilled sufficient water for the whole island community.

Condensation

Rehumidifcation

Rehumidificación

Compresión Aerodinámica

Rain Nucleii

Árboles & Lluvia

• Si despejamos bosques quedamos con polvo (Mollison).

• El impacto de lluvia en tierras expuestas se lleva el suelo.– 80 – 1000 toneladas por hectarea.– Este se lleva los nutrientes y el cieno hacia el mar.

• A medida que sacamos árboles, va aumentando la cantidad de suelo que se erosiona.

Árboles & Lluvia

• Cuando cae lluvia en un bosque, comienza un proceso complejo.

Canopy

10-15% of rainfall

Tree Roots

Field Capacity

Raíces de Árboles

Árboles & Lluvia

• Si nos imaginamos a el bosque visible como agua, y también el agua en el suelo, humus y raíces, entonces vemos que el bosque representa un gran embales el cual es activamente administrado.– El suelo se convierte en un obstáculo al movimiento de agua;

agua libre puede demorarse hasta 40 años en filtrar.

• Los árboles le dan al suelo tiempo para sujetar agua en el paisaje.– Los árboles son responsables por mas agua en los ríos que solo

lluvia.

• Es importante como un árbol interactúa con la lluvia, y como el bosque interactúa con el clima.

Resumen

• El efecto total en la precipitación. – (1) Agua evaporada de mar o lago, 15-20% cae en forma de

lluvia, 80-85% se condensa en la noche…del cual 15% se evapora en el dia, 50% transpirado, el resto pasa a agua de suelo; los árboles son responsables por mas agua en ríos que solo lluvia. (2) Lluvia se evapora (25%) y transpira (50%) a nubes – 50% agua de árbol; los árboles multiplican varias veces la lluvia. (3) Los bosques en las montañas suman bastante agua a precipitación e infiltración por flujo de ríos. (4) Cuando el viento choca con los árboles (12m>), hace espirales de Eckman y así agregando 40% de lluvia en tiras. (5) Dentro del bosque, 40% del aire que entre puede ser ‘re’ o deshumidificado. (6) Los árboles producen núcleos orgánicos y así aumentan las probabilidades de lluvia. Si cortamos bosques solo queda polvo. (114)

Implicaciones para el Diseño

(1)Provisión de núcleos de lluvia – partículas orgánicas aéreas, el pelo de la tierra que pilla neblinas.

Modifica agua que se escurre & reduce enarenación

Protecciones contra el Viento

• Los vientos que son calidos y secos, fríos, o muy fuertes, pueden:– Afectar seriamente las cosechas, producción

de animales, y– La estabilidad del suelo.

• Protecciones contra el viento bien diseñadas pueden reducir velocidad del viento por entre 25% hasta 75%.

• Viento-abajo afecta la altura hasta 25, y viento-arriba hasta 5.

Escarchas

Apilar

Huertas que Imitan a Bosques

Asociación de Árboles Frutales

Huerto de Manzanas

Biomas

• Una Bioma es un grupo mayor regional de comunidades de plantas y animales distintivos y que están mas adaptados a esa región.

• Una bioma esta compuesta de vegetación clímax, y todo sub-clímax asociado o degradado, vegetación, fauna y suelos.

• Para entender una bioma, es necesario saber:– Como es el clima de la región.– Donde se encuentra cada bioma y como es su geografía.– Las adaptaciones especiales de la vegetación.– Los tipos de animales que se encuentran en la bioma y sus

adaptaciones físicas y de comportamiento ha su medioambiente.

Suelos Clima

Vegetación - Bios

Bosque de Lluvia

• Temperatura: 20º C a 25º C, deben estar tibios y libre de escarchas.

• Precipitación: 2,000 a 10,000 milímetros de lluvia por año.

• Vegetación: Lianas, palmeras, orquídeas, helechos.• Ubicación: Entre el Trópico de Cáncer y el Trópico de

Capricornio.• Hay dos tipos de bosques de lluvia, tropical y templado.

Los tropicales se encuentran mas cerca del ecuador, y los bosques de lluvia templados se encuentran mas alejados del ecuador, en áreas costeras. La mayoría de plantas domesticas vienen del bosque de lluvia.

Taiga / Bosque Boreal

• Temperatura: -40º C a 20º C, temperatura promedio en el verano son 10º C.

• Precipitación: 300 a 900 milímetros de lluvia por año.• Vegetación: Árboles coníferos-de hoja perenne (árboles

que producen conos y tienen hojas con forma de agujas; algunas de estas hojas permanecen en el árbol todo el año)

• Ubicación: Canadá, Europa, Asia y los Estados Unidos.• Regiones de bosques coníferos tienen inviernos largos,

fríos y con harta nieve, y veranos tibios y húmedos; las temporadas son bien definidas, y tienen por lo menos cuatro a seis meses libre de escarchas.

Bosques Templados

• Temperatura: -30º C a 30º C, promedio anual son 10º C, veranos calidos, inviernos fríos.

• Precipitación: 750 a 1.500mm de lluvia por año.• Vegetación: Árboles de hojas anchas (robles, arces,

hayas), arbustos, yerbas perennes, y musgos.• Ubicación: El este de los Estados Unidos, Canadá,

Europa y Japón.• Los bosques deciduos templados son mas notables

porque pasan por cuatro temporadas. Las hojas cambian de color en el otoño, se caen en el invierno, y crecen de vuelta en la primavera; esta adaptación les permita a las plantas sobrevivir inviernos fríos.

Desiertos

• Temperatura: promedio de 38º C (día), y -3,9º C (noche)

• Precipitación: mas o menos 250mm de lluvia por año • Vegetación: cactus, pequeños arbustos, pastos cortos• Ubicación: entre 15º y 35º de latitud (norte y sur del

ecuador); algunos ejemplos son el Mojave, Sonora, Chihuaha y Gran Cuenca (Norteamérica); Sahara (África); Negev (Medio Oriente); Gobi (Asia) y Atacama (Sudamérica).

• Las plantas perennes sobreviven por muchos años acá porque se ponen en un estado latente y florecen cuando hay agua disponible. Los anuales se consideran como efímeros porque algunos pueden completar todo un ciclo de vida en semanas.

Pastizales

• Temperatura: Dependiendo de la latitud, el rango anual puede variar entre -20°C a 30°C

• Precipitación: Entre 500 a 900mm de lluvia por año• Vegetación: Pastos (trébol de pradera, salvia, avenas,

trigo, cebada)• Ubicación: Las praderas de las Grandes Planicies de

Norte América, las pampas de Sudamérica, el veldt de Sudáfrica, las estepas de Eurasia Central, y rodeando los desiertos de Australia.

• Se encuentran en todos los continentes menos la Antártica

Chaparral / Matorrales

• Temperatura: Cálido y seco en el verano, templado y húmedo en el invierno

• Precipitación: 200 a 1.000mm de lluvia por año• Vegetación: Yerbas aromáticas (romero,

tomillo, orégano), arbustos, acacias, pastos. • Ubicación: Regiones costeras del oeste entre

30º y 40º latitud (norte y sur)• Las plantas se han adaptado a incendios

causados por relámpagos frecuentes que ocurren en los veranos calidos y secos.

Tundra “planicie sin árboles”

• Precipitación: 150 a 250mm de lluvia por año• Vegetación: Casi no hay árboles debido a la corta

temporada de crecimiento y al subsuelo helado; líquenes, musgos, pastos, juncia, arbustos

• Ubicación: Regiones al sur del hielo ártico y extendiéndose a través de Norte América, Europa y Siberia (cimas de montañas altas)

• Crecimiento de árboles es complicado por temperaturas bajas y temporada corta

• Hay tres tipos de tundra: tundra Ártico, tundra Antártico, y tundra Alpino. En todo estos tipos la vegetación dominante son pastos, musgos y líquenes.

Sabana Tropical

• Frondoso Tropical• Bosque con espinos, bosques generales, o

árboles esparcidos, de los cuales muchos pierden hojas durante la temporada seca. Plantas típicas incluyen acacias y pastos. Animales típicos incluyen jirafas y elefantes. Inviernos calidos, libres de escarchas; veranos calidos, normalmente húmedos; y una temporada seca bien pronunciada. Fuegos y pastar son procesos muy importantes para la formación de vegetación.

Clima de Alta Elevación - Alpino• Los Biomas Alpinos varían entre helados y muy fríos, y se encuentran en

montañas y altiplanos. El clima cambia rápidamente en las montañas, y se ponen mas fríos mientras mas alto esté uno. El clima de un área de alta elevación esta muy relacionado con el clima de las biomas que lo rodean. Las altas elevaciones tienen las mismas temporadas y periodos húmedos y secos que las biomas que los rodean.

• Los climas de montaña son muy importantes para las biomas de latitudes-medias. Funcionan como lugares de almacenamiento de agua. La nieve se retiene hasta la primavera y verano cuando se suelta lentamente como agua a través de descongelamiento.

• Rango de Temperatura: -18 °C a 10 °C (-2 °F a 50°F) • Precipitación Anual Promedio: 23cm (9in)• Rango de Latitudes: Se encuentran en todo el mundo• Posición Global: Montañas Rocallosas en Norte América, los Andes de

Sudamérica, los Alpes en Europa, Monte Kilimanjaro en África, los Himalayas en Asia, Monte Fuji en Japón