Taller MSP 21‐Fase IV‐Verano 20144

Muestreo y Toma de Datos para E t bl  l  D id d d  Pl t    Establecer la Densidad de Plantas y Biomasa en un Ecosistema. 

P f  M i  T hProf. Mario Tacher

Objetivos

Exponer a los participantes a técnicas de muestreo para construir Exponer a los participantes a técnicas de muestreo para construir cuadrantes y recopilar datos representativas de densidad de plantas y biomasa en un ecosistema.

Cuantificar los datos de densidad de plantas y biomasa muestreadas y extrapolarlas a escalas mayores.

Estándares Relevantes

Los Sistemas y los ModelosLos Sistemas y los Modelos

Interacciones 

Naturaleza de la Ciencia y Sociedad 

La Estructura y los Niveles de Organización de la Materia

Energía 

Expectativas Relevantes

NC B 3:  Utiliza las matemáticas para analizar y establecer relacionesNC.B.3:  Utiliza las matemáticas para analizar y establecer relacionesentre variables, comunicar resultados de diversos estudios y resolver problemas. 

EM.B.3:  Reconoce la interdependencia de los organismos, la diversidad de la vida y sus niveles de organización. 

SM.B.4  Representa y explica la interdependencia que existe entre los organismos en relación con el flujo de energía y la materia en un ecosistema por medio de diagramas y modelos. p g y

E.B.1:  Eplica la interdependencia que existe entre los organismos conrelación al flujo de energía y la materia en un ecosistema.

Expectativas Relevantes

EM A 3 Describe la interacción entre los factores abióticos y bióticosEM.A.3 Describe la interacción entre los factores abióticos y bióticosen un ecosistema a base de sus características distintivas. 

I.A.1 Analiza las interacciones entre los organismos, el ambiente, la g , ,materia y la energía. 

Indicadores Relevantes

SM.11.3  Representa y explica la interdependencia que existe entre los l ó l fl d í lorganismos en relación con el flujo de energía y la materia en un ecosistema 

por medio de diagramas y modelos.(Biología 3.4) 

I.11.1 Analiza cómo los organismos se relacionan entre sí a través del intercambio de materia y energía para poder crecer, mantenerse y adaptarse.(Biología 5.1) 

I.11.4 Analiza las interacciones entre los organismos, el ambiente, la materia gy la energía. (Ciencias Ambientales 5.1) 

NC.B.3.2 Utiliza unidades del Sistema Internacional de Medidas para expresar medidas de parámetros estudiados en experimentos e p p pinvestigaciones.

.

Indicadores Relevantes

SM.B.4.1 Identifica y establece relaciones entre los componentes de SM.B.4.1 Identifica y establece relaciones entre los componentes de un ecosistema en cuanto a transferencia de masa y energía. 

NC.A.1.4 Usa modelos matemáticos para describir, explicar y predecir 4 p , p y ppatrones naturales.

E.B.1.1 Explica las relaciones entre la materia y la energía que muestran las pirámides ecológicas.

E.B.1.3 Describe cómo los organismos utilizan la energía y reciclan los i l id d inutrientes para sostener la vida de un ecosistema.

EM.A.3.1 Analiza el rol que desempeñan y establece conexiones entre los productores  los consumidores y los descomponedores en la los productores, los consumidores y los descomponedores en la cadena y en la red alimentaria de un ecosistema.

Indicadores Relevantes

NC.A.1.1 Utiliza unidades estándar del Sistema Internacional de NC.A.1.1 Utiliza unidades estándar del Sistema Internacional de Medidas para representar y describir parámetros ambientales.

I.A.1.4  Establece relaciones de interdependencia entre los elementos 4 pde un ecosistema, entre los ecosistemas entre sí y entre esos elementos y el planeta. 

SM.11.6  Identifica y establece modelos para demostrar las relaciones entre los componentes de un ecosistema en cuanto a la transferencia de masa y de energía(Ciencias Ambientales 3.1) g

E.11.5 Analiza y describe la interacción entre los componentes abióticos y bióticos de un ecosistema, incluyendo el flujo de energía. (Ciencias Ambientales 4.1) 

Densidad y Biomasa

D ló i l d l f i i d lDos conceptos ecológicos claves para entender el funcionamieno de los ecosistemas son la cuantificación de la densidad de plantas quecontiene y la biomasa de hojarasca que produce.

Densidad de Plantas

Se refiere a la cantidad de plantas por metro cuadrado (# plantas/m2) que hay en una localidad específica.

El primer objetivo de este taller es el de establecer la densidad de plantas en el humedal de la UI en Bayamon.

Esto se hará construyendo un cuadrante en el humedal.

Densidad de Plantas‐Construcción de un    CuadranteCuadrante.

Construcción de un Cuadrante en Arrecifes.

Construcción de un Cuadrante en Arrecifes.

Biomasa de Hojarasca 

La biomasa de hojarasca se define como la cantidad de gramos de hojas y otras partes de los árboles que caen al suelo, y son reciclados en el ecosistema.en el ecosistema.

Las unidades de biomasa son # gramos/m2/día.

El segundo objetivo de este taller es el de establecer la biomasa en el humedal de la UI en bayamón.

Muestreo de Biomasa

Muestreo de Biomasa

Definición de Ecosistema

Consiste de todos los seres vivos interaccionando en un área dada y de todos los componetes físicos y químicos de los que dependen.

Factores bióticos

T d  l     i  Todos los seres vivos presentes

Interacciones intra‐específicas

Interacciones inter‐específicasp

Factores abióticosacto es ab ót cos

TemperaturaTemperatura

Agua

Luz solar

Viento

Rocas y suelos (complejidad física, pH, minerales).

Ecosistema Terrestre

Ecosistema Acuático

Dinámica de los Ecosistemas

L di á i d i l d i lLa dinámica de un ecosistema envuelve dos vertientes claves que nos ayudan a entender como es su funcionamiento. Estos son:

El flujo de energíaEl flujo de energía

*El reciclaje de la materia o elementos químicos.

Reciclaje de la Materia

Los elementos químicos (ej fósforo y nitrógeno) se mueven de formaLos elementos químicos (ej. fósforo y nitrógeno) se mueven de forma cíclica entre los componentes bióticos y abióticos de un ecosistema.

El recilaje ocurre en una serie de pasos cronológicosEl recilaje ocurre en una serie de pasos cronológicos.

Fases en el Reciclaje de la Materia

1 L i f t i téti i il l l t f1- Los organismos fotosintéticos asimilan los elementos en forma inorgánica del suelo, aire y agua.

2 Procesos metabólicos en la planta transforman los elementos2-Procesos metabólicos en la planta transforman los elementos inorgánicos en compuestos orgánicos que forman diferentes estructuras (i.e hojas, tallos, frutos y semillas).

Reciclaje de la Materia

d id i l h b3-Parte de estas estructuras son consumidas por animales herbívoros integrando esta materia orgánica en su cuerpo.

4 Ot i l li t d l h bí4-Otros animales se alimentan de los herbívoros.

Reciclaje de la Materia

5-Los desechos orgánicos de los animales son convertidos a materia inorgánica vía el proceso de descomposición (hongos y bacterias).

6-Los descomponedores devuelven la materia en forma inorgánica al aire, suelo y agua para ser reutilizados por los organismos fotosintéticos, y comenzar el ciclo., y

Materia‐Elementos Químicos:

A diferencia de la energía que es ilimitada, los elementos químicos en un ecosistema son limitados.

F d i i l l i iFuera de meteoritos ocasionales, la materia que existe en nuestro planeta es finita y por tanto es reciclada (la vida en el planeta depende de esto).

Materia‐Elementos Químicos:

Si agrupamos diferentes especies en base a sus hábitos de alimentación, podríamos seguir el movimiento cíclico de los elementos químicos a través de la comunidad biótica.q

Relaciones Tróficas o Relaciones de Ali t ióAlimentación

Nivel trófico: posición que ocupa un organismo en la cadena de alimento en un ecosistema.

El nivel trófico que le da el soporte a todos los otros niveles es el de los autótrofos, clasificados como productores primarios del ecosistema.

La mayoría de los productores primarios son organismos fotosintéticos (plantas, algas y procariótas fotosintéticos).

Materia y Niveles Tróficosy

Encima de los Autótrofos se Encuentran l H t ót flos Heterótrofos.

Heterótrofos: Organismos que tienen que consumir para llevar a cabo sus procesos metabólicos.

E t l dif t i l d id l dEstos ocupan los diferenten niveles de consumidores en la cadena alimenticia.

Niveles deConsumidores

h bí l i i iLos herbívoros son los consumidores primarios.

Los carnívoros que comen herbívoros son considerados consumidores sec ndariossecundarios.

Los carnívoros que comen otros carnívoros se les denomina consumidores terciarios y cuaternariosconsumidores terciarios y cuaternarios.

Materia y Niveles Tróficosy

Descomponedores

Otro grupo importante de heterótrofos son los descomponedores

Estos son considerados consumidores y se alimentan del material orgánico no vivo, tal como los restos de animales muertos, heces, hojas y madera.

L i i l d d l b t i l hLos principales descomponedores son las bacterias y los hongos.

Descomponedores

Los hongos secretan enzimas que digieren el material orgánico y luegoLos hongos secretan enzimas que digieren el material orgánico y luego absorben los productos de esta reacción química.

En este proceso, convierten la materia orgánica en inorgánicaEn este proceso, convierten la materia orgánica en inorgánica formando reservas abióticas en el suelo, agua y aire, donde son reutilizados por los productores primarios.

Descomponedores