Modelos Conceptuales Ecológicos
Términos Importantes
• Degradación-reducción en la capacidad
de un ecosistema para llevar a cabo
funciones naturales (Ej. Mantener
especies nativas)
• Disturbio-evento discreto que cambia las
condiciones en un ecosistema. Los
disturbios naturales están dentro de la
variabilidad natural
• Control (Driver)-fuerza externa que
ejerce un “control” en un ecosistema
(Ej. Clima)
• Fuente de Estrés -actividades humanas o
eventos naturales fuera del rango de la
variabilidad natural que altera la
integridad ecológica
The state factor model of ecosystem organization that Jenny
(1941) originally proposed for soils. The structure and function of the
ecosystem are controlled by interactions among the potential biota,
climate, parent material, topography, and disturbance history of an area.
Interactions among these variables are responsible for ecosystem
characteristics such as vegetation dominance, carbon sequestration,
carbon flux, and nutrient cycling.
Modelo de Jenny-Chapin
Chapin et al. 1996. Principles of ecosystem sustainability.
The American Naturalist, 148:6
• Ecosistema Sostenible
– El que a través de ciclos normales de eventos de
disturbio mantiene su diversidad característica,
productividad, fertilidad del suelo, y tazas de ciclos
bioquímicos
• Pocos ecosistemas se sostienen por mas de unas
decenas de miles de años porque factores como el
clima, desarrollo del suelo, y composición de
especies, que dan forma a los ecosistemas,
cambian significativamente en estos periodos de
tiempo
• La sostenibilidad es un concepto importante para
escalas de tiempo de numerosas generaciones de la
especie dominante en un ecosistema (décadas a
siglos)
• Esta escala es relevante para la mayoría de las
interacciones humanas con los ecosistemas de los
que dependemos.
Modelo de Jenny-Chapin
Relación entre los factores determinantes
y los procesos ecosistémicos
CLIMA GLOBAL
TOPOGRAFIA
TIEMPO
Procesos
Ecosistémicos
BIOTA
POTENCIAL
MATERIAL
PARENTAL
Bases para la Sostenibilidad de los
Ecosistemas (Chapin et al. 1996)
Las propiedades de los ecosistemas están gobernadas
tanto por interacciones internas como por factores
determinantes independientes
El modelo Jenny-Chapin introduce una extensión de los
factores determinantes en el que cada ecosistema se
caracteriza por 4 elementos dinámicos llamados
“Controles Interactivos”:
•Clima local
•Recursos del suelo
•Grupos funcionales de especies
•Régimen de disturbio
Modelo de Jenny-Chapin
Relación entre los factores determinantes, controles interactivos,
y los procesos ecosistémicos
CLIMA
GLOBAL
TIEMPO
Clima
regional
Régimen de
disturbio
Procesos
Ecosistémicos
TOPOGRAFIA
Recursos
del suelo*
MATERIAL
PARENTAL
Grupos
funcionales
BIOTA
POTENCIAL
*Puede ser agua en sistemas
acuáticos (cantidad y calidad)
Control Interactivo:
Clima Regional
• En escalas geográficas amplias,
el clima es el control interactivo
que mas influye en la estructura,
productividad, y bioquímica de los
ecosistemas (Ej. Glaciaciones e
inter-glaciaciones)
• La productividad y la estructura
vertical de la vegetación a su vez
gobierna factores microclimáticos
como humedad y temperatura,
influenciando el clima regional
• Los cambios en la vegetación y
su interacción con el clima local
pueden suceder muy rápidamente
(décadas a siglos)
Control Interactivo:
Recursos del Suelo
• La oferta de recursos (nutrientes) en
un suelo determina la máxima
productividad y diversidad de
estructura de la vegetación
• Los cambios en los recursos del suelo
son la actividad humana que mas
altera la sostenibilidad de los
ecosistemas
• La perdida de suelo por erosión
reduce la oferta de recursos del suelo
y por lo tanto reduce la productividad y
taza de los ciclos de nutrientes
• En sistemas acuáticos es la cantidad y
calidad de agua lo que representa al
control interactivo
Control Interactivo:
Régimen de Disturbio
• Los disturbios a nivel paisaje (fuego,
viento, plagas, huracanes) son críticos
para mantener la estructura natural y
las tazas de procesos ecosistémicos
• Cambios en la intensidad y/o
frecuencia de los disturbios causan
cambios a largo plazo en los
ecosistemas
• Por ejemplo un pastizal que se
transforma en matorral, en los
bosques de sequoias la supresión del
fuego fomenta una capa de
vegetación por debajo de los árboles
propiciando incendios devastadores
que terminan matando a la especie
dominante
Control Interactivo:
Grupos Funcionales
• Los grupos de organismos se clasifican por
el efecto que tienen en los procesos
ecosistémicos (descomponedores,
productores, etc.)
• Los grupos funcionales responden a y
afectan a la mayoría de los controles
interactivos y procesos ecosistémicos
• Por ejemplo durante la sucesión primaria la
invasión por árboles y arbustos que fijan
nitrógeno incrementa la disponibilidad de
recursos en el suelo
• Los hábitats extremadamente poco
productivos pueden ser insuficientes para
mantener herbívoros, hábitats de
productividad media pueden ser forrajeados
con alta intensidad, mientras que hábitats
que son muy productivos tienden a tener
depredadores que minimizan el impacto de
los herbívoros
Mantenimiento de los
Ecosistemas Sostenibles
Los ecosistemas naturales son redes complejas de
ciclos de retroalimentación positivos y negativos que
operan sobre un amplio rango en tiempo y espacio
• Los ciclos de retroalimentación negativos proveen
resistencia a los cambios naturales o antropogénicos en
los controles interactivos y mantienen el potencial para
regeneración después de disturbios, por lo que son clave
para mantener ecosistemas sostenibles
• Los controles interactivos pueden manejarse pero son
limitados por los factores determinantes que están fuera
del control del manejador
• La conectividad entre ecosistemas fomenta la
sostenibilidad cuando genera ciclos de retroalimentación
negativos entre ellos
Los Ecosistemas del COBIO
Cañón de Santa ElenaMaderas del Carmen
Ecosistema: Desierto
• Por debajo de los 1300 msnm
• Bolsones, valles, abanicos aluviales y mesas
bajas
• Baja precipitación, poca disponibilidad de
nutrientes y baja productividad primaria pero
con alta diversidad de especies vegetales
• La vegetación consiste de cubierta dispersa
de matorrales, pastizales y costra
criptogamica
• Existen algunos manantiales/arroyos
perennes pero la mayoría son efímeros
Ecosistema: Faldeos de Sierra
• Entre los 1300 y 2000 msnm
• Incluye bajadas de las sierras y cañones
• Es una zona de transición entre desierto y
bosque
• Presencia de manantiales perennes en
cañones angostos
• Existen algunos manantiales/arroyos
perennes pero la mayoría son efímeros
Ecosistema: Bosque
• Arriba de los 2000 msnm (islas del cielo)
• Tiene topografía con alta pendiente y algunos
valles pequeños con suelos productivos
• Las comunidades incluyen pino-encino, bosque
de pino y oyameles
• Las fuentes de agua permanente son mas
comunes en este ecosistema en la forma de
manantiales
• La actividad forestal del pasado es la causa de
una acumulación de combustibles pesados y
recientemente la remoción de ganado ha
incrementado el riesgo de incendios (Maderas)
Ecosistema: Río Bravo
• Ecosistema influenciado por las cuencas río arriba que
determinan la cantidad y calidad del agua (recursos)
• Altos flujos de sedimentos crean condiciones de
turbidez
• Las condiciones geomorfológicas han sido alteradas por
la construcción de presas rio arriba
• Información sobre el rio con BIBE, y fliujo
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