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

• 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.

Chapin et al. 1996. Principles of ecosystem sustainability. The American Naturalist, 148:6

Modelo de Jenny-ChapinRelación entre los factores determinantes

y los procesos ecosistémicos

Procesos Ecosistémicos

TIEMPO

BIOTA POTENCIAL

MATERIAL PARENTAL

TOPOGRAFIA

CLIMA GLOBAL

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

Bases para la Sostenibilidad de los Ecosistemas (Chapin et al. 1996)

TIEMPO

BIOTA POTENCIALMATERIAL

PARENTAL

TOPOGRAFIA

CLIMA GLOBAL

Procesos Ecosistémicos

Modelo de Jenny-ChapinRelación entre los factores determinantes, controles interactivos,

y los procesos ecosistémicos

Régimen de disturbio

Grupos funcionales

Recursos del suelo*

Clima regional

*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 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 naturales son redes complejas de ciclos de retroalimentación positivos y negativos que operan sobre un amplio rango en tiempo y espacio

Los Ecosistemas del COBIO Cañón de Santa Elena-Maderas 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