Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Mar del Plata

Equipo Docente: Laterra, Pedro (Prof. Asoc.)

Curso de ECOLOGIA 2013

Vignolio, Osvaldo (Prof.Adj.) Herrera, Lorena (Ayte. 1ª) Petigroso, Lucas (Ayte. 1ª) Velazquez, Luciano (Ayte. 1ª) Arricar, Macarena (Ayte.2da.) Díaz, Valeria (Ayte.2da.) Prof. Responsable: Fernández, Osvaldo (Prof. Asoc.)

Bienvenidos

¿ Qué es

ECOLOGÍA

?

( Ernst Haeckel, 1869 )

Ciencia que estudia los sistemas ecológicos para comprender su organización y funcionamiento y predecir sus cambios.

¿ POR QUÉ LA FORMACIÓN AGRONÓMICA INCLUYE ESTA CIENCIA ? ¿ CÓMO SE ARTICULA EN LA TRAYECTORIA CURRICULAR CON OTRAS CIENCIAS?

Cs.formales

Cs. del ambiente Cs. de integración bio-física individuo x ambiente Cs de la vida E Cs. aplicadas al manejo sustentable de agroecosistemas

PREGUNTAS FUNDACIONALES DE LA ECOLOGÍA

¿Los organismos se distribuyen al azar en un ecosistema? ¿Por qué ?

¿Su distribución y abundancia son constantes (tiempo) y uniformes (espacio)?

¿Por qué?

¿La distribución y abundancia de los organismos afectan las funciones del ecosistema?

¿Cómo?

¿Es posible predecir y controlar las funciones de un ecosistema?

¿Cómo?

CONTEXTO Y PERSPECTIVA GLOBALES DE LOS ESTUDIOS ECOLÓGICOS EN AGRONOMÍA Dónde estamos parados ?

Adonde estamos yendo ?

Qué podemos/debemos?queremos

Que conocimientos y actitudes son necesarias ?

¿ Qué es un sistema ecológico o

ecosistema

?

(

Tansley 1935

)

Sistema

: conjunto de elementos que interactúan “para” cumplir una función.

Ecológico

: interactúan componentes bióticos y abióticos (3 y 3)... C.bióticos 3 C.abióticos 3

ECOSISTEMA: estructura



Componentes vivos (la comunidad biótica o biocenosis)



Componentes físicos (suelo; clima; fuego)



Interrelaciones: flujos de materia y energía

CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES



Abiertos (a flujos de materia-energía información)



Entrópicos o disipativos



Cibernéticos o auto-regulados



Organización jerárquica



Abiertos Comunidad de productores

BIOCENOSIS

Comunidad de descomponedores

M

Comunidad de consumidores

E I

Sustancias orgánicas Atmósfera Sustancias inorgánicas

BIOTOPO M E I



Entrópicos o disipativos

2ªLey TD AUMENTO DE ENTROPÍA “Todos los procesos naturales proceden de modo tal que las concentraciones de energía tienden a disiparse o volverse aleatorias.

1ªLey TD CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA “La energía puede cambiar de una forma a otra pero no puede ser creada ni destruída, o sea que la energía total del universo permanece constante “.



Cibernéticos (poseen sistemas de control interno basados en mecanismos de retro-alimentación ), auto-regulados u homeostáticos (retro-alimentación negativa)

 K + Qe= f(h-k) V=f(h) h + Qs= f(h-k) -

Ambientes húmedos (radiación o fertilidad limitantes): feed-back

negativo (menor cobertura



mayor crecimiento)

Ambientes áridos (agua o fertilidad limitantes): feed-back

positivo (menor cobertura



menor crecimiento)

Cobertura de vegetación herbácea como f (espacio entre leñosas)



Organización jerárquica PAISAJE

ECOZONA REGIÓN

ECOSISTEMA COMUNIDAD POBLACIÓN

E1 E2 En Biocenosis Ambiente físico P1 P2 P3 Pn I1 I2 In

Controles ascendentes Controles descendentes

Espacialmente Cuenca de Mar Chiquita

Sistema Local Cuenca de Mar Chiquita

Depresión del Salado L. Mar Chiquita

Depresión del Salado

sup. – 50 Km 2 dje 10000 km 2

- Poco profundas

L. La Brava

Pampa Austral Inmersas en una matriz agrícola ganadera - Pesca

Pampa Austral Mar del Plata

PASTURAS CULTIVO DE VERANO PASTIZAL NATURAL CULTIVO DE INVIERNO SUB-SISTEMA GANADERO SUB SISTEMA AGRÍCOLA

COMUNIDADES VEGETALES

PRADOS ALPINOS YTUNDRA BOSQUE Ó MONTE PASTIZALES PEDEMONTANOS COMUNIDADES RIPARIAS

Festuca arundinacea

POBLACIONES VEGETALES

Plantago lanceolata

Resultado de las interrelaciones son las siguientes funciones de los ecosistemas: •Captación y transformación de energía radiante en energía química (reducción de C por autótrofos) •Transferencia de materia y energía en redes tróficas (oxidación de C por heterótrofos y saprótrofos) •Conservación y reciclado de minerales.

•Control climático y dinámica hidrológica •Generación y conservación de diversidad biológica

¿Cómo se organizan los ecosistemas ?

Los ecosistemas se auto- organizan a partir de la entrada y los flujos de energía, materiales e información a través de redes tróficas, y de la disipación permanente de entropía.

Auto-organización

propiedad emergente

es el proceso por el cual los componentes se relacionan y funcionan en forma inter dependientes, tal que el (los) producto(s) de la organización es (son) (no reducible) de la misma.

Principio holístico: EL TODO ES MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES

TEORÍAS DE AUTO-ORGANIZACIÓN (Y REORGANIZACIÓN) DE LOS ECOSISTEMAS • En tanto que captan y

transforman energìa, son sistemas termodinámicamente disipativos ( entrópicos ).

La organización y mantenimiento de su estructura demanda un “bombeo” contínuo de calor hacia el medio ( neg entropía ).

Principio de potencia máxima

(H.T.Odum et al., 1998)

“Los ecosistemas tienden a organizarse a favor de máximas eficiencias de captación, transformación y uso de la energía.”

Predicción: los procesos organizadores promueven una convergencia hacia un tipo de estructura funcional donde prevalecen sinergias (refuerzos positivos) a través de interacciones mutualistas y relaciones de facilitación y complementariedad.

Corolario: las interacciones positivas maximizan la eficiencia energética de cada componente y además su contribución a la de toda la organización. ( el ecosistema ).

Procesos organizadores

: son los que pueden aumentar el

contenido de información

aumentando

la eficiencia

en la captación, transformación y uso de energía •Sucesión Ecológica (modelo de Clements ) •Dinámica de colonización extinción •Interacciones poblacionales •Evolución adaptativas – Co-evolución –Estrategias

Sucesión según el modelo determinístico (climax) de Clements Fuente: wikipedia.org 2013

ORGANIZACIÓN Y REORGANIZACIÓN SEGÚN EL Modelo cíclico de Holling (1995) REORGANIZACIÓN CONSERVACIÓN CAPITAL ALMACENADO (M/E/I) Intercambios de materia, energía e información EXPLOTACIÓN LIBERACIÓN ENTROPÍA CONECTIVIDAD

ECOLOGÍA Y AGRONOMÍA

AGRONOMÍA

•SIGLO XX: Aplicación de conocimientos científicos en el desarrollo, perfeccionamiento y aplicación eficaz y eficiente de tecnologias para la producción agropecuaria.

•SIGLO XXI. Ingeniería y gestión de agroecosistemas para el aprovechamiento sustentable de bienes y servicios que proveen, al productor y al resto de la sociedad.

DECLARACIÓN DE INTERÉS PÚBLICO DE LA CARRERA INGENIERÍA AGRONÓMICA

(Resolución Ministerial N° 254/03) Actividades reservadas al Ingeniero Agrónomo (AUDEAS): Entre otras…



Conservación de los recursos naturales



Calidad de los alimentos

AGROECOSISTEMA

Ecosistema organizado y manejado con el propósito de maximizar funciones productivas.

SUSTENTABILIDAD •Preservar sus funciones frente a perturbaciones extraordinarias o atípicas en su historia evolutiva •La visión antropocéntrica considera la triple valoración:

ecológicas - social - económica.

Métodología de Investigación en Ecología

¿CÓMO SE INVESTIGA EN ECOLOGÍA?

ENFOQUES METODOLÓGICOS

1. FENOMENOLÓGICO (descriptivo): Observación  correlaciones  patrones (espaciales y temporales)  hipótesis 2. EXPERIMENTAL (explicativo): Hipótesis  teorías predicciones  validaciones  nuevas hipótesis  3. MODELIZACIÓN (sistémico, predictivo) Conceptualización sistémica validación   formalización  reformulación del modelo  predicciones  simulación.

Preguntas componente relativas a estados, cambios de estado o funcionamiento de un ecosistema o algún Rechazo Ho No rechazo Ho

Método Científico

(Hipotético-deductivo)

Hipótesis

: posibles explicaciones (cadenas de causalidad) basadas en teorías, principios e información existente

Predicciones

comprobación de hipótesis para la

Diseño de

procedimientos para observación, experimentación o modelado.

MODELOS DE SISTEMAS ECOLÓGICOS

MODELO: descripción verbal, gráfica o matemática de una parte simplificada de la realidad

Imagine…simplifique…jerarquize

ATMÓSFERA

v P A S

Ejemplo: En una planta vascular, el crecimiento de la parte aérea y de la subterránea se regulan recíprocamente tal que el tamaño de ambas en un momento y ambiente dados guarda entre sí una relación de proporcionalidad (alometría).

Modelo diagramático de

sistema dinámico

A S Modelos

S =

a.

A

b Modelo matemático (función de alometría) Modelo de

sistema estático