Eco Sistem As
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Comunidades y ecosistemas
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Comunidades y ecosistemas
• El El ambienteambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores
externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de
vida. vida.
• La La ecologíaecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente
físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se
encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera
actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el
organismo. organismo.
Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que
existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología,
genética y otras disciplinas como la física y la geologíagenética y otras disciplinas como la física y la geología ..
ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTEECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
Organización de la materiaOrganización de la materia
Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza: encuentran en la naturaleza:
Universo
Galaxias
Sistemas solares
Planetas
Tierra
Biósfera
Ecosistemas
Comunidades
Poblaciones
Organismos
Sistemas de órganos
Órganos
Tejidos
Células
Protoplásma
Moléculas
Átomos
Partículas subatómicas
Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio.
Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas.
Biósfera: Es el conjunto de organismos del planeta. El ecosistema gigante.
Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. .
Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio.
Ámbito de la Ámbito de la ECOLOGÍAECOLOGÍA
COMUNIDAD
METAPOBLACION
POBLACION
POBLACION
POBLACION
INDIVIDUO
FLUJO GENETICO
ECOSISTEMA
¿Qué es un ecosistema?¿Qué es un ecosistema?
Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que
vive en cierto ambiente.
Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una
parte viva (biocenosis).
Son ejemplos de ecosistema un lago, un desierto, una zona
litoral, un estuario, un área de bosque amazónico, etc.
Puesto que ningún organismo puede vivir
fuera de su ambiente o sin relacionarse
con otras especies, es la unidad funcional
de la vida sostenible en la tierra.
Los ecosistemas
Un ecosistema está formado por un lugar y los seres vivos que habitan en el mismo.
Las relaciones más importantes entre los seres vivos son las que se establecen por la alimentación.
Todos los seres vivos que se alimentan unos de otros, forman una cadenaalimentaria, que empieza siempre con una planta, sigue con un herbívoroque se la come y continúa con un carnívoro que se come al herbívoro.
En un ecosistema podemos diferenciar dos tipos de elementos: los seres vivos y las condiciones físicas, que se influyen mutuamente.
LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA
Seres vivos Condiciones físicasAnimales, plantas, ... Aire, agua, luz, ...
Ecosistema
Componentes de un ecosistemaComponentes de un ecosistema
Ecosistema y ecotono
El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.
Ecosistema 1 Ecosistema 2Ecotono (pantano)
Ecosistema terrestre
Ecosistema acuático
Ecosistema de transición
• Recordemos que los ecosistemas se agrupan cuando son
similares en clases mayores llamadas biomasbiomas y, que si
agrupamos todos los ecosistemas o biomas en uno solo,
formamos la biosferabiosfera.
Entonces reflexionemos
¿H¿Hasta que grado podemos afectar, trastornar o destruir asta que grado podemos afectar, trastornar o destruir un ecosistema y no afectar a la biosferaun ecosistema y no afectar a la biosfera??
¿Y¿Y en que medida es posible alterar parámetros globales en que medida es posible alterar parámetros globales como la atmósfera o la temperatura antes de influir en como la atmósfera o la temperatura antes de influir en todos los ecosistemas de la tierra todos los ecosistemas de la tierra ??
HHay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema:ay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema:
LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS
LA ESTRUCTURA BIÓTICA
3 categorías de organismo:
Productores: elaboran su propio alimento. Principalmente plantas verdes. Son los que con la energía de la luz convierten las sustancias inorgánicas en orgánicas.
Consumidores: se alimentan de los productores o de otros consumidores.
Saprofitos y descomponedores: se alimentan de materia orgánica muerta.
Basada en las relaciones de alimentación
Principales:
Régimen de lluvias: monto y distribución anual y humedad del suelo. Temperatura: extremos de frio y calor, promedio. Luz Viento Nutrientes químicos PH (acidez) Salinidad Incendios
Agentes físicos y químicos.
FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Los ciclos de los nutrientes.Los ciclos de los nutrientes.
Productores
Los productos y subproductos de cada grupo de organismo
(productores, consumidores, saprofitos y descomponedores) son
la comida y los nutrientes esenciales del otro.
Consumidores Saprófitos y descomponedores
Autótofos: elaboran su propia materia orgánica
Heterótrofos: se alimentan de materia orgánica para obtener energía
Plantas verdes, bacterias fotosintéticas y bacterias
quimiosintéticas
Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o carnívoros), Secundarios (se alimentan de los primarios), de Orden superior (se alimentan de otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped a otra planta o animal)
Descomponedores (se alimentan de putrefacción) Saprófitos primarios (se alimentan de
detritos) y Saprófitos secundarios
La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de carbono y otros desechos que éstos generan son exactamente los nutrientes que necesitan las
plantas.
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaRelaciones alimentariasRelaciones alimentarias
Niveles tróficos: Productores, consumidores, descomponedoresNiveles tróficos: Productores, consumidores, descomponedoresEl ecosistema concebido como un flujo de materia y energía
Parte del flujo de materia y energía se plasma en las relaciones tróficas
entre los niveles tróficos
PRODUCTORES
Autótrofos fotosintéticos que utilizan luz como
fuente de energía y CO2 como fuente de
C
HERBÍVOROS Heterótrofos que se nutren de la materia orgánica fabricada por los Productores
CARNÍVOROS I
Heterótrofos - Se nutren de los herbívoros
CARNÍVOROS II
Heterótrofos Se nutren de los carnívoros I
DESCOMPONEDORES Heterótrofos – Se nutren de detritos (hongos, bacterias)
DETRITÍVOROS
La energía en el ecosistemaRelaciones alimentarias
Cadenas y redes tróficas (I)
PRODUCTORES HERBÍVOROS CARNÍVOROS I CARNÍVOROS II
Consumidores primarios
Consumidores secundarios
Consumidores terciarios
NIVELES TRÓFICOS
En las cadenas alimentarias, el representante del nivel En las cadenas alimentarias, el representante del nivel trófico superior se come al representante del nivel trófico superior se come al representante del nivel trófico inferior, originando una relación lineal de la trófico inferior, originando una relación lineal de la energía.energía.
Las comunidades rara vez muestran cadenas Las comunidades rara vez muestran cadenas alimentarias con consumidores primarios secundarios y alimentarias con consumidores primarios secundarios y terciarios.terciarios.
Normalmente forman redes o tramas alimentarias Normalmente forman redes o tramas alimentarias donde muchas cadenas se interrelacionan. donde muchas cadenas se interrelacionan.
Muchas veces los animales que comen de todo y el Muchas veces los animales que comen de todo y el hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como consumidor primario , secundario o terciario.consumidor primario , secundario o terciario.
Cadenas AlimentariasCadenas Alimentarias
La energía en la cadena alimentaria
La energía en la cadena alimentaria
En los seres vivos la energía fluye a lo largo de las En los seres vivos la energía fluye a lo largo de las comunidades.comunidades.
Cada categoría de organismo se llama nivel trófico ( que Cada categoría de organismo se llama nivel trófico ( que significa nivel de alimentación).significa nivel de alimentación).
Los productores, desde las bacterias hasta los árboles Los productores, desde las bacterias hasta los árboles más grandes como el alerce, obtienen su energía más grandes como el alerce, obtienen su energía directamente de la luz solar.directamente de la luz solar.
Los consumidores forman varios niveles tróficos y Los consumidores forman varios niveles tróficos y algunos, incluso, cambian de niveles al comer algunos, incluso, cambian de niveles al comer organismos de diferentes niveles.organismos de diferentes niveles.
Así por ejemplo, los gorriones comen semillas o insectosAsí por ejemplo, los gorriones comen semillas o insectos
La energía en el ecosistemaTransferencia de energía en una cadena trófica
Pérdidas por calor en respiración
Energía química (glucosa)
1% de energía luminosa
Incremento biomasa aprovechable por herbívoros (10%)
Energía luminosa
Restos no aprovechables por el nivel trófico
siguiente
La energía en el ecosistemaFlujo de materia y energía en el ecosistema (I)
10% 10% 10%
Flujo de materia: cerrado •••••• Flujo de energía: abierto
Pérdida de energía
Humus edáfico
Na, K, Mg, Ca, Sulfatos, nitratos, fosfatos
La energía en el ecosistemaFlujo de materia y energía en el ecosistema (II)
Flujo de energía en la biocenosis. Tamaños de los recuadros, anchura de flechas y cifras de unidades de energía (u. e.) sugieren el modelo general de flujo energético.
Pérdida de energía por reflexión e ineficacia fotosintética
Pérdidas de energía por respiración
Pérdidas de energía y de materia hacia
los descomponedores
¿Son todas las flechas del mismo ancho?
Niveles TróficosNiveles Tróficos
FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN CADA COMUNIDAD
FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN CADA COMUNIDAD
Los organismos fotosintéticos se llaman productores, Los organismos fotosintéticos se llaman productores, porque producen alimento para ellos mismos. porque producen alimento para ellos mismos.
Además, en forma indirecta, producen alimento para Además, en forma indirecta, producen alimento para casi todas las otras formas de vidacasi todas las otras formas de vida
Los organismos que no pueden fotosintetizar, no Los organismos que no pueden fotosintetizar, no producen alimento por sí mismos, sino que deben producen alimento por sí mismos, sino que deben adquirir la energía que se encuentra en las moléculas de adquirir la energía que se encuentra en las moléculas de los cuerpos de otros organismos. los cuerpos de otros organismos.
Estos organismos se llaman consumidores Estos organismos se llaman consumidores
Pirámide Pirámide AlimentariaAlimentaria
DEPREDADORESDEPREDADORES
CARNÍVOROSCARNÍVOROS
HERBÍVOROSHERBÍVOROS
PRODUCTORESPRODUCTORES
DESCOMPONEDORESDESCOMPONEDORES
En una pirámide En una pirámide se se aprecia la estructura alimentaria aprecia la estructura alimentaria de un ecosistema en donde de un ecosistema en donde conviven productores, conviven productores, consumidores y descomponedores.consumidores y descomponedores.
Los vegetales elaboran materia Los vegetales elaboran materia orgánica a través de la fotosíntesis. orgánica a través de la fotosíntesis.
Los herbívoros se alimentan de Los herbívoros se alimentan de ellos, y a su vez son comidos por ellos, y a su vez son comidos por predadores o carnívoros. predadores o carnívoros.
Cuando estos organismos van Cuando estos organismos van muriendo, sus restos son muriendo, sus restos son transformados en sustancias transformados en sustancias asimilables por la plantas, proceso asimilables por la plantas, proceso en el que intervienen los en el que intervienen los organismos descomponedoresorganismos descomponedores
•No basta que una cadena alimenticia No basta que una cadena alimenticia esté integrada por productores, esté integrada por productores, consumidores de primer y segundo consumidores de primer y segundo orden, y descomponedores.orden, y descomponedores. Además, es indispensable que el Además, es indispensable que el número de seres vivos que son parte número de seres vivos que son parte de cada uno de estos niveles sea de cada uno de estos niveles sea diferente, de acuerdo a su posición en diferente, de acuerdo a su posición en la cadena.la cadena.Así, deberá haber un número mayor Así, deberá haber un número mayor de productores que de consumidores de productores que de consumidores primarios, y más consumidores primarios, y más consumidores primarios que secundarios.primarios que secundarios.Esta relación entre el número de Esta relación entre el número de organismos y el lugar que ocupa en la organismos y el lugar que ocupa en la cadena alimentaria, se conoce como cadena alimentaria, se conoce como pirámide alimenticia.pirámide alimenticia.
Pirámide alimenticiaPirámide alimenticia
Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema.
Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud proporcional al parámetro elegido, de manera que el área representada es proporcional al valor del parámetro que se mide.
El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar, ya que es difícil de cuantificar.
Se suelen usar tres tipos de pirámides:
1. Pirámides de energía, 2. Pirámides de biomasa 3. Pirámides de números.
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas
• Forma de representación de cada uno de los niveles tróficos en función de la variable estudiada (producción, biomasa, números)
Cada nivel trófico está representado por un rectángulo (o paralelepípedo, si 3D)
El ancho del rectángulo es
proporcional al valor de la variable
estudiada (en este caso, biomasa)
Todas las alturas de los rectángulos son
iguales
En la base se sitúan los productores
El resto de los pisos representa al resto de los
niveles tróficos
Pirámide de biomasa en los Silver Springs (Florida), surgencias de agua templada de temperatura constante
Los descomponedores, a veces, se representan
mediante un rectángulo
perpendicular al de los productores y apoyado en éste
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas
El rectángulo que representa a los productores es siempre el mayor, indicando la cantidad de energía necesaria para
sostener el resto de la biocenosis
Pirámide de energía
Pirámides de números
Pirámides de biomasa
Las pirámides de biomasa o números pueden ser invertidas cuando los productores representan poca masa, pero tienen altas tasas de renovación
de sus poblaciones, lo que garantiza un rendimiento fotosintético asegurado para el siguiente nivel trófico
Muchos herbívoros, pero pocas encinas
Las especies herbáceas son más pequeñas, pero mas numerosas
Productores con muy poca biomasa, pero altas tasas de renovación de sus poblaciones
En un ecosistema acuático la biodiversidad, o número de especies vegetales y En un ecosistema acuático la biodiversidad, o número de especies vegetales y animales que habitan en él, es menor que en uno terrestre. La base nutritiva está animales que habitan en él, es menor que en uno terrestre. La base nutritiva está en el fitoplancton y en el zooplancton.en el fitoplancton y en el zooplancton.La escala va en ascenso desde los peces y batracios hasta las aves acuáticas como La escala va en ascenso desde los peces y batracios hasta las aves acuáticas como el pato, y aéreas como el águila.el pato, y aéreas como el águila.
Ecosistema acuático
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaRelaciones alimentariasRelaciones alimentarias
Cadenas y redes tróficas (II)Cadenas y redes tróficas (II)
CI
PCI P
CI
CII
CII
CII
CIII
CII
CIII
X
X
La red Trófica del marLa red Trófica del mar
Ecosistema de una lagunaEcosistema de una laguna
Ecosistema de la sabana africanaEcosistema de la sabana africana
Animales herbívoros
Animales carnívoros
Animales depredadores
Ecosistema de un bosqueEcosistema de un bosque
1. 1. ¿Qué sucedería en el ecosistema si se suprimiera el grupo de los descomponedores?¿Qué sucedería en el ecosistema si se suprimiera el grupo de los descomponedores?2. ¿Qué sucedería si se destruyera el grupo de organismos productores?. Fundamenta tu 2. ¿Qué sucedería si se destruyera el grupo de organismos productores?. Fundamenta tu respuestarespuesta..3. La estabilidad de un ecosistema es mayor mientras más grande sea la complejidad de sus 3. La estabilidad de un ecosistema es mayor mientras más grande sea la complejidad de sus
relaciones. ¿Te parece acertada esta afirmación? Fundamenta tu respuestarelaciones. ¿Te parece acertada esta afirmación? Fundamenta tu respuesta ..
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistema¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?
• BIOMASA– Cantidad de materia orgánica que compone un ser vivo, una población, un nivel trófico o una
biocenosis
– Expresable como kg/m2, t/ha, kj/m2, kcal/m2, g de C/L, etc. (1 j = 0,24 cal)
• PRODUCCIÓN– Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ser vivo, una población, un nivel trófico o
una biocenosis
– Expresable como kg/m2/año, kj/m2/año, kcal/m2/año, g de C/L/año• Producción Primaria Bruta (PPB): Incremento de biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.)
en los productores debida a la fotosíntesis
• Producción Primaria Neta (PPN): Incremento de biomasa en productores en un determinado tiempo, resultante de restar a la PPB lo consumido por los propios productores en respiración (R) (parte de la glucosa sintetizada se consume): PPB – R = PPN
• Producción Secundaria Neta (PSN): Incremento de biomasa en un determinado tiempo en los diferentes niveles de consumidores. Resultante de restar a la biomasa ingerida (la disponible como PPN del nivel trófico anterior) la consumida por respiración (glucolisis u otros procesos) y la no aprovechada (desechos)
• Producción neta de un ecosistema (PNE): Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un ecosistema en un determinado tiempo debida a la fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por la respiración de todos los niveles tróficos
ProductividadProductividad
Es la relación entre la producción y la biomasa.
p = P / B
La productividad bruta será :
pB = PB / B
La productividad neta (o tasa de renovación):
pN = r = PN / B
La tasa de renovación varía entre 0 y 1, e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente.
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistema¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?
• En la siguiente tabla aparecen datos de la producción de dos ecosistemas: un campo de cultivo (baja diversidad específica y alto estrés) y un bosque ecuatorial (alta diversidad específica, bajo estrés)
• A) Compáralos y justifica las diferencias• B) ¿Qué pasaría si en un ecosistema la PNE fuese negativa?
Campo de cultivo (kcal/m2/año) Bosque ecuatorial (kcal/m2/año)
PPB (producción primaria bruta) 54,2 100
RA (respiración de los productores) 20,1 71,1
PPN (producción primaria neta) 34 28,8
RH (respiración resto niveles tróficos) 1,8 28,8
PNE (producción neta del ecosistema)
32,2 0
RH = Respiración de heterótrofos
PPN = PPB - RARA = Respiración de autótrofos
PNE = PPN - RH
Productividad y tiempo de renovaciónProductividad y tiempo de renovaciónLa tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía de un ecosistema.
Por ejemplo: El plancton tiene una producción menor que los vegetales terrestres, sin embargo tienen una mayor productividad por que su tasa de reproducción es muy alta y se renuevan muy rápidamente.
Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica, en este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros que en los productores.
Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta, a medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima.
• En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1. • En un pastizal sería entre 0 y 1. • En un bosque maduro sería cercana al 0.
Un ecosistema estable y muy organizado, tiene una gran cantidad de biomasa y una gran biodiversidad, pero su productividad es baja y disminuye el flujo de energía: entra mucha energía pero se gasta manteniendo una gran cantidad de biomasa. •La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad cercana al 0 •En las explotaciones agrícolas, el ser humano extrae del ecosistema una gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. Esto disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Sin embargo debe reponerse al suelo la materia extraída.
Tiempo de renovaciónTiempo de renovaciónEs el tiempo que tarda un nivel trófico, o un ecosistema completo, en renovar su biomasa.
tr = B / PN
Mide el tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las estructuras biológicas del ecosistema. Los productores pueden presentas dos estrategias en relación a su tr:
1. Especies rápidas. Son pequeños, de estructura y morfología simple, y con una tasa de reproducción alta. Fitoplancton
2. Especies lentas. Son de gran tamaño, estructura y morfología compleja, y una tasa de reproducción muy baja. Bosques de encinas.
En los ecosistemas suelen estar presentes ambos tipos para asegurar un aporte energético suficiente al ecosistema. En un lago suele haber fitoplancton y algas más lentas. En un encinar hay también un estrato herbáceo
Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas de los continentes.
Los menos productivos son los desiertos y las zonas centrales de los océanos.
Ciclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicosLos elementos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos.
De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica.
La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia.
En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos
a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.
GASEOSOS
SEDIMENTARIOS
atmósfera – océanos
suelo-rocas-minerales
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaCiclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicos
El ciclo del carbonoEl ciclo del carbono
Ciclo petrogenéticoPlancton
Fermentación
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaCiclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicosEl ciclo del nitrógenoEl ciclo del nitrógeno
Rhizobium
NO3-
Ciclo del Nitrógeno Nitrógeno
Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera
Estado gaseoso(N2)
Debe fijarse para su utilización
Acción química de alta energía
Biológico
Bacterias fijadoras de nitrógeno
Radiación cósmica
Relámpagos y rayos
Completamente sedimentario
Reservorios en rocas y depósitos naturales de
fosfatos
Desconocido en la atmósfera
La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaCiclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicos
El ciclo del fosforoEl ciclo del fosforo
Ministerio de Ambientey Desarrollo SostenibleMinisterio de Ambientey Desarrollo Sostenible
Taller “Ciudades Sostenibles y Competitivas”Taller “Ciudades Sostenibles y Competitivas”
Marcela Bonilla MadrinanMarcela Bonilla Madrinan
Directora de Asuntos Ambientales Sectorial y Urbana
FRANK PEARLFRANK PEARL
MinistroMinistro
CONTEXTO
•Dinámicas de configuración de los asentamientos humanos han consolidado un sistema de ciudades, que actualmente alberga al 75% de la población.
•Se estima que en el año 2020 el 80% de la población se concentrará en áreas urbanas.
•Ciudades: importantes centros de oportunidad económica y social; falta mejorar la planificación ambiental, previniendo así el crecimiento desordenado.
•Problemáticas ambientales repercuten en el medio ambiente, la calidad de vida de la población, en el desarrollo social a escala regional y nacional, restándoles competitividad y oportunidades sociales.
Fuente: Dirección de Desarrollo Territorial (MAVDT)SISTEMA NACIONAL DE
CIUDADES
EQUILIBRIO ECOSISTEMAS DE
COLOMBIA
Las ciudades impactan los ecosistemas y la provisión de bienes y servicios ambientales
indispensables para el desarrollo y el bienestar de sus habitantes y para la
competitividad y las oportunidades sociales
Relacionamiento urbano-regional: del bienestar de los territorios rurales
depende el desarrollo sostenible delas ciudades colombianas y su competitividad
BIOCITY, Curitiba Marzo 2007
“Las ciudades ocupan el 2% de la superficie del planeta, pero sus residentes usan el 75% de los recursos del planeta (…) grandes poblaciones que habitan megaciudades consumen grandes cantidades de energía, identificada como uno de los motores de pérdida de biodiversidad, mayor en ciudades desarrolladas”
CONVENIO DE DIVERSIDAD BIOLÓGICA
• PRINCIPALES PROBLEMAS AMBIENTALES URBANOS
• Procesos de expansión y dispersión urbana no planificados • Deficiente calidad del aire, contaminación del agua y del suelo• Reducción, invasión, deterioro o pérdida de los elementos naturales del espacio público• Problemas de movilidad urbana, asociados a altos tiempos de transporte y contaminación
del aire.• Alta generación de residuos, escasa separación en la fuente, bajo aprovechamiento y
valorización; deficiencias en el tratamiento y la disposición final• Manejo inadecuado de residuos peligrosos• Emisión de gases de efecto invernadero• Baja cultura ambiental• Falta de participación y control social en la gestión ambiental urbana• Falta seguimiento, control y vigilancia ambiental de las administraciones municipales
• Deterioro y pérdida de los ecosistemas, de la biodiversidad y de su capacidad para proveer bienes y prestar servicios ecosistémicos
• Fragmentación de ecosistemas
• Alteración significativa del paisaje
• Pérdida o afectación de los recursos hídricos
• Pérdida y degradación del suelo
• Demanda insostenible de recursos
PROBLEMAS URBANOS ASOCIADOS A LA BIODIVERSIDAD Y LOS RECURSOS NATURALES
Fenómeno de la Niña (2010 – 2011)
Personas afectadas. 2.350.2612.350.261Viviendas destruidas. 74.35374.353 Viviendas averiadas. 311.714311.714Lotes destruidos. 17.15117.151
PROBLEMAS URBANOS ASOCIADOS AL RIESGO
• Aumento de la vulnerabilidad al riesgo natural
• Aumento de la vulnerabilidad al cambio climático
• Asentamientos humanos en zonas de alto riesgo no mitigable
POLÍTICAS PÚBLICAS AMBIENTALESPOLÍTICAS PÚBLICAS AMBIENTALES
• Política de biodiversidad• Política de gestión integral del
recurso hídrico• Política de gestión integral de
residuos• Política de producción y consumo
sostenible• Política de prevención y control de
la contaminación del aire• Estrategia Colombiana de
Desarrollo Bajo en Carbono
• Lineamientos para el ordenamiento territorial ambiental
• Política de gestión ambiental urbana
• Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático
POLÍTICA DE GESTIÓN AMBIENTAL URBANA CIUDAD SOSTENIBLE
POLÍTICA DE GESTIÓN AMBIENTAL URBANA CIUDAD SOSTENIBLE
• Conoce la base natural que la soporta y desarrolla estrategias de conservación y uso sostenible de los recursos naturales renovables que conforman dicha base.
• Implementa planes de gestión integral del riesgo ante amenazas de origen natural y antrópico (incluyendo los derivados del cambio climático).
• Contribuye al mejoramiento del hábitat urbano• Gestiona la sostenibilidad ambiental de sus
procesos productivos.• Orienta estrategias de ocupación del territorio
con criterios de sostenibilidad.• Desarrolla procesos de educación y participación
que contribuyan a la formación de ciudadanos conscientes de sus derechos y deberes ambientales.
La ciudad sostenible integra la dimensión ambiental, combina el desarrollo económico, la elevación de la calidad de vida y el desarrollo social de su población, sin agotar la base de los recursos naturales renovables en que se sostiene, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de las generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades
Estrategia: armonizar la gestión de los niveles nacional, regional y local, orientar las políticas sectoriales, fortalecer los espacios de coordinación interinstitucional y promover la participación ciudadana, reconociendo la diversidad regional y los tipos de áreas urbanas en Colombia
CIUDADES Y CAMBIO CLIMÁTICOCIUDADES Y CAMBIO CLIMÁTICO• La articulación de la planeación territorial y una gestión integral del riesgo contribuye a que las
ciudades sean menos vulnerables a los efectos adversos del cambio climático y al mismo tiempo incentiva un crecimiento económico bajo en carbono, lo que contribuye a una mayor competividad.
• Modelos de ocupación más compactos y de expansión urbana planificados, en redes, con criterios de sostenibilidad ambiental contribuyen a ciudades incluyentes, más amables y competitivas que garanticen un mejor uso del suelo a través de la densificación, que permitan aprovechar el espacio, instalaciones e infraestructura disponible y así evitar las emisiones que representan los grandes desplazamientos.
• Las ciudades tienen la oportunidad de innovar en materia de edificaciones sostenibles, movilidad urbana más eficiente y gestión integral de residuos, para contribuir a la mitigación del cambio climático. La planeación y el ordenamiento ambiental territorial, que incorporen la gestión del riesgo permiten reducir la vulnerabilidad de la población y contribuyen a la adaptación urbana (resiliencia de los asentamientos humanos).
• El MADS y el Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio están desarrollando una estrategia nacional integrada sobre Ordenamiento Territorial, para apoyar a las CAR y Municipios en la revisión y ajuste de los POT, que refleje adecuadamente la dimensión ambiental en los mismos.
EL PAPEL DE LOS MUNICIPIOS Y DISTRITOS EL PAPEL DE LOS MUNICIPIOS Y DISTRITOS
PRINCIPALES FUNCIONES CAR Y
GRANDES CENTROS URBANOS
• Ejecutar las políticas, planes y programas nacionales en materia ambiental
• Ejercer función de máxima autoridad ambiental en su jurisdicción
• Promover y desarrollar la participación comunitaria
• Coordinar la preparación de planes, programas y proyectos de desarrollo medio ambiental.
• Asesorar departamentos, municipios y distritos
PRINCIPALES FUNCIONES AMBIENTALES MUNICIPIOS Y DISTRITOS
• Promover y ejecutar las políticas nacionales, regionales y sectoriales que se relacionen con el medio ambiente
• Velar por el cumplimiento de las normas ambientales
• Defender el patrimonio ecológico del municipio
• Coordinar acciones de control y vigilancia
Ley 99 de 1993 - Sistema Nacional Ambiental: Corporaciones Autónomas Regionales y de Desarrollo Sostenible y Grandes Centros Urbanos.
Ley 768 de 2002: Régimen Político, Administrativo y Fiscal de los Distritos Portuario e Industrial de Barranquilla; Turístico y Cultural de Cartagena de Indias y Turístico, Cultural e Histórico de Santa
Marta.
Reto: Reto: Articulación, coordinación y cooperación entre entes Articulación, coordinación y cooperación entre entes territoriales y autoridades ambientalesterritoriales y autoridades ambientales
ARTICULACIÓN DE INSTRUMENTOS ARTICULACIÓN DE INSTRUMENTOS
AMBIENTALES
• Plan de Gestión Ambiental Regional (PGAR)
• Plan de Ordenamiento y Manejo de Cuencas Hidrográficas (POMCH)
• Plan de Biodiversidad
• Plan de Descontaminación del Aire
• Plan de Gestión de Residuos Peligrosos
TERRITORIALES
• Plan de Desarrollo• Plan de Ordenamiento Territorial• Plan de Saneamiento y Manejo de
Vertimientos• Plan de Gestión Integral de Residuos
(PGIRS)
EJEMPLOS DE INICIATIVAS DE GESTIÓN INTERINSTITUCIONAL
EJEMPLOS DE INICIATIVAS DE GESTIÓN INTERINSTITUCIONAL
Calidad del Aire (Pereira)Calidad del Aire (Pereira)• De acuerdo con los monitoreos de partículas en el aire realizados por la CARDER en el 2011 se puede observar que,
si bien es cierto en ningunas de las estaciones se supera el promedio anual para PM10, las estaciones Dosquebradas y Centro Tradicional se encuentran muy cerca del límite, por lo que es necesario identificar las fuentes que aportan a la contaminación del aire y realizar medidas que aseguren que no se supere la norma (acciones de tipo preventivo)
•El MADS realizó en el año 2007 un estudio en 7 ciudades colombianas para determinar la composición del material particulado PM10. Como resultado de este estudio se identificó que el 49% del PM10 estaba compuesto por polvo re-suspendido de las vías, 35% correspondiente al aporte de las fuentes fijas y 16% debido a las fuentes vehiculares.
•Es necesario actualizar por parte de la CARDER este tipo de estudios para afinar las decisiones publicas y estructuras medidas para controlar la contaminación Fuente: MAVDT 2007
Calidad del Aire (Pereira)Calidad del Aire (Pereira)
Zonas de luz
Zona fótica: es la zona que está iluminada por la luz solar. En esta zona hay organismos fotosintéticos.
Zona afótica: es la zona que no está iluminada por la luz solar y, por lo tanto, no hay organismos fotosintéticos.
Comunidades de seres vivosComunidad planctónica: conjunto de
organismos que viven en la superficie o cerca de ella. Zona nerítica y epipelágica.
Comunidad bentónica: conjunto de organismos que viven en el fondo, fijos a él o desplazándose sobre él. Zona litoral, nerítica, batial y abisal.
Comunidad nectónica: conjunto de organismos nadadores que se desplazan en el medio acuático. Menor en la zona litoral.
Ecosistemas Marinos
Ecosistema LitoralEntre 0-10 metros de profundidad.El aumento de temperaturas en verano hace
que disminuya el oxígeno.El oleaje afecta a los seres vivos.En este ecosistema se encuentran seres
bentónicos, planctónicos y animales muy sensibles.
Microorganismos: bacterias, virus… Los hongos son saprofitos, parásitos, levaduras…
Relaciones son de depredación, los porrones comunes que se alimentan de gusanos, las orcas que se alimentan de peces…
Fauna Flora
Albatros Foca
Caracol Erizo Algas verdes
Características abióticas:Temperatura por encima de los 26°C.Zona fótica (iluminada por la luz solar).La salinidad 16.3 g/l. Oxígeno y dióxido de carbono en grandes
cantidades.
Ecosistema NeríticoSe sitúa entre los 10 y los 200 metros de
profundidad.Los ríos descargan sedimentos.Apenas hay oleaje.Pesquerías más importantes.En esta zona se encuentran seres bentónicos,
planctónicos y nectónicos.Diversos microorganismos. Hongos saprofitos.Relaciones de depredación (el pulpo que se come
las almejas), comensalismo (cangrejos que se alimentan de carroña).
Fauna Flora
Bacalao Pulpo Algas rojas
Estrella de mar Corales Planta Pasidonia
Características abióticas:
Temperatura menores de 24°C.Zona fótica (la luz penetra sin problemas).Salinidad 16.3 g/l. CO2 en grandes cantidades.O2 en grandes cantidades.
Ecosistema EpipelágicoA 200 metros de profundidad.Se desarrolla el fitoplancton.Encontramos seres planctónicos y nectónicos.Relaciones de depredación: las tortugas que se
comen a los caracoles. Diversos microorganismos. Hongos saprofitos.
Fauna Flora
Tortuga marina Delfines
Zooplancton Atún Fitoplancton
Características abióticas:
Temperatura por debajo de los 24°CZona fótica.La salinidad 16.3 g/l. CO2 en grandes cantidades.O2 en grandes cantidades.
Ecosistema BatipelágicoEntre 200-4000 metros de profundidad.Encontramos seres planctónicos y nectónicos.Visitada por animales de la zona epipelágica.Diversos microorganismos. No hay hongos.Relaciones de depredación: calamares gigantes
son comidos por los cachalotes, los tiburones se comen a los peces.
Fauna Flora
Gamba Calamar giganteNO EXISTE DEBIDO A LA AUSENCIA DE LUZ
Cachalote
Características abióticas:
Temperatura 19-23°C.Zona afótica (oscuridad constante).Salinidad 25 g/l. CO2 mas abundante que el O2O2 menos abundante debido a los animales
que habitan en esta zona.
Ecosistema BatialEntre 200-4000 metros de profundidad.Encontramos seres bentónicos,
planctónicos y nectónicos.Diversos microorganismos. No hay
hongos.Relaciones de depredación e
inquilinismo: el cangrejo buey vive en las rocas y come langostas y ostras.
Fauna Flora Merluza blanca
Cangrejo buey Centollo
Merluza blanca Cangrejo buey
Centollo
NO EXISTE POR LA FALTA DE LUZ
Características abióticas:
Temperatura 19-23º CZona afótica.Salinidad 25 g/l. CO2 en pequeñas cantidades.O2 en pequeñas cantidades.
Ecosistema AbisalEntre 4000-6000 metros de profundidad.Encontramos seres bentónicos,
planctónicos y nectónicos.Diversos microorganismos. No hay hongos.Relaciones desconocidas debido a la
profundidad de esta zona.
Fauna Flora
Pulpo dumbo Pulpo amarillo luminoso
Arañas de mar
NO EXISTE DEBIDO A LA AUSENCIA DE LUZ
Características abióticas:
Temperatura: 1-5ºC.Zona afótica.Salinidad: 27.8g/l. CO2 en mayor cantidad que el oxígeno.O2 en pequeñas cantidades.
Redes tróficas
Dentro de esta red, encontramos diversas cadenas tróficas
Destrucción de los ecosistemasArrecifes de coral:
Se forman en las aguas transparentes a ambos lados del ecuador, en la zona fótica, donde las algas hacen la fotosíntesis.
Un coral es una colonia de pólipos que viven en simbiosis con unas micro algas.
Arrecife de coral
La mayoría de los peces de los arrecifes tienen colores muy vivos.
Importancia del coral
Tienen una importancia económica.Gran importancia en el campo de la
medicina.Protegen las costas de la acción erosiva
de las olas y tormentas.
Peligros para el coralLa corona de espinas.Amenaza humana.La explotación pesquera.El ascenso de las temperaturas.
ManglaresTipo de ecosistema formado por
árboles que soportan muy bien la sal, y que ocupan la zona situada entre el río y el mar en las latitudes tropicales.
Importancia de los manglaresHábitat de numerosas especies migratorias y
de muchos peces pelágicos y litorales.Protegen el litoral de la erosión del oleaje y
del viento.Suavizan el efecto negativo del cambio
climático.Purifican las aguas cloacales transportadas
por los afluentes.
•Mantiene una compleja red trófica.
Peligros para el manglarLa intensiva cría del camarón o
langostino.La intensa contaminación del agua
derivada de la cría del langostino producen muchos nitritos.
Los manglares están desapareciendo por el uso abusivo de sus recursos.
La tala de los manglares como material para empresas madereras o papeleras.
Cría del langostino
Para criarlos deben talar grandes superficies de manglar. Y favorecen la contaminación de las aguas con nitritos.
La pesca● Captura de peces y de otros organismos acuáticos para el consumo humano. La pesca se realiza en caladeros. ● En los caladeros marinos se pescan dos tipos de peces, los de aguas superficiales y los de aguas profundas.
Pesca tradicional -Pesca al cerco -Almadraba -
Pesca con nasa
-Jigging o pesca vertical -Pesca al curricán -Pesca trasmallo
-Pesca submarina -Pesca al brumeo o de altura
-Encañizadas -Tiro de caña -Pesca con roca
Pesca moderna
Pesca con redes de deriva
Pesca con palangre
Pesca de arrastre
Comparación entre artes pesqueras tradicionales y modernas:Económico: mayores gananciasEcológico: reducen el descarte.Social: Genera más empleo. Favorece la
distribución de la riqueza y de los conocimientos de manera más equilibrada.
Cultural: permite la transmisión de los conocimientos que permiten su continuidad.
La sobrepesca● Causa principal de destrucción de la
biodiversidad marina y del equilibrio ecológico. ● Especies en mayor peligro: el bacalao, el bonito, el
atún, la anchoa…● Se puede evitar:
Normas internacionales.Potenciando una acuicultura sostenible.Ampliando el número de estudios científicos .Desarrollando una red de parques marinos para
salvar a los océanos del mundo.
