1. Flujo de Energía y Ciclos de Materia en los Ecosistemas

Flujo de energía: Proceso unidireccional abierto. La energía que entra en un ecosistema proviene del Sol. Los productores utilizan una pequeña parte de esta energía para la fotosíntesis, transformando la energía luminosa en energía química. Esta energía se transfiere a través de los niveles tróficos. En cada nivel, parte de la energía se utiliza para el crecimiento, otra en procesos metabólicos y otra se pierde. La cantidad de energía que pasa de un nivel trófico al siguiente es cada vez menor, no superando el 10%, lo que limita el número de eslabones en las cadenas tróficas.

Ciclo de la materia: Proceso cíclico cerrado. La materia se encuentra en seres vivos y en el medio. A través del ecosistema, la materia se recicla continuamente. Los organismos productores utilizan materia inorgánica y la transforman en materia orgánica, que es ingerida por los consumidores primarios y pasa de unos organismos a otros a través de los niveles tróficos. Cuando productores y consumidores mueren, sus restos son transformados por los descomponedores en compuestos inorgánicos, quedando disponibles nuevamente para los productores.

2. Parámetros Tróficos

Los parámetros tróficos nos permiten entender mejor las relaciones tróficas y evaluar la acumulación y transferencia de materia y energía en un ecosistema.

Biomasa (B): Cantidad de materia orgánica acumulada en un individuo, un nivel trófico, una población o un ecosistema. Los organismos aumentan la biomasa con la reproducción y el crecimiento.

Producción (P): Cantidad de energía almacenada en forma de biomasa en cada nivel trófico por unidad de tiempo. Se distingue entre:

• Producción primaria: Cantidad de energía captada por los productores a través de la fotosíntesis.
• Producción secundaria: Energía captada por los consumidores a través de la alimentación.

En la producción se diferencia entre:

• Producción bruta (PB): Cantidad total de biomasa creada por un nivel trófico.
• Producción neta (PN): Cantidad total de biomasa disponible para el siguiente nivel trófico, tras descontar la parte consumida en la respiración celular (R). (PN = PB – R)

Productividad (p): Expresa la rentabilidad y el estado de un nivel trófico, relacionando su producción con su biomasa (p = P/B). La productividad será mayor cuanto menor sea la pérdida de biomasa entre un nivel trófico y el siguiente.

3. Ciclos Biogeoquímicos

Los recorridos que realizan ciertos elementos químicos a través de la biocenosis y el biotopo de un ecosistema se denominan ciclos biogeoquímicos.

Ciclo del carbono

El carbono es un elemento fundamental de la materia viva, formando parte de todas las moléculas orgánicas. Este elemento solo puede ser incorporado a dichas moléculas en forma de CO₂.

• Mediante la respiración celular, se utiliza la materia orgánica y se libera CO₂ a la atmósfera.
• La quema de biomasa vegetal y de combustibles fósiles libera CO₂ a la atmósfera.
• Las erupciones volcánicas liberan parte del carbono a la atmósfera en forma de CO₂.

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un componente fundamental de las proteínas y los ácidos nucleicos. Son muy pocos los seres vivos capaces de utilizar el nitrógeno gaseoso del aire directamente.

• Las bacterias captan el nitrógeno atmosférico y lo transforman en nitratos asimilables por las plantas.
• Mediante la fotosíntesis, las plantas incorporan el nitrógeno disuelto y lo utilizan para formar compuestos orgánicos. A través de la alimentación, el nitrógeno de los compuestos orgánicos de los productores pasa a los consumidores.
• Los restos orgánicos y excrementos devuelven el nitrógeno al medio, donde las bacterias nitrificantes lo convierten en nitratos.
• El ciclo se cierra con las bacterias desnitrificantes que utilizan nitratos del suelo y generan N₂, que vuelve a la atmósfera.

Ciclo del fósforo

El fósforo es un elemento relativamente escaso, que forma parte de diversos compuestos como ácidos nucleicos o ATP.

• La mayoría del fósforo se encuentra en las rocas sedimentarias de origen marino. Su erosión libera fosfatos, que pueden ser utilizados por las plantas.
• A través de la alimentación, el fósforo pasa al resto de la cadena trófica. Cuando productores y consumidores mueren, sus restos son descompuestos, liberando fosfatos al medio, que son utilizados nuevamente por las plantas.
• Una parte de los fosfatos son arrastrados hasta el mar.

4. Cambios Naturales en los Ecosistemas

Los ecosistemas son estructuras dinámicas que varían a lo largo del tiempo. Sin embargo, todos tienden a un estado de equilibrio con pocos cambios. Las transformaciones pueden deberse a distintas causas y duraciones, pudiendo ser naturales o artificiales, y de corta o larga duración. El tiempo biológico se refiere a cambios naturales que afectan a la biocenosis en periodos de varios años, pudiendo sustituirse comunidades. El tiempo social se refiere a cambios debidos a la acción humana en intervalos cortos de tiempo.

Cambios a nivel global

A lo largo de la historia de la Tierra se han producido cambios bruscos en las condiciones del medio que han afectado globalmente al planeta, como las glaciaciones y la desaparición de los dinosaurios.

Cambios rítmicos en los ecosistemas

En todos los ecosistemas se producen cambios cíclicos y predecibles debido a la dinámica de la Tierra y los movimientos del Sol, la Tierra y la Luna.

• Alternancia entre días y noches: Influye en todos los ecosistemas, excepto donde no llega la luz, diferenciando entre animales diurnos y nocturnos.
• Alternancia de estaciones: Afecta a todos los ecosistemas, especialmente en zonas templadas, con cambios en la temperatura, intensidad de luz, etc.

5. Sucesión Ecológica

Es la secuencia de cambios que se producen en un ecosistema como resultado de su propia dinámica interna. Va desde una escasa diversidad ecológica hasta un estado final de mayor diversidad, con sustitución de especies.

Cambios generales en una sucesión

• Aumenta la diversidad de especies y nichos ecológicos.
• Aumenta la complejidad estructural, con redes tróficas más complejas.
• Se incrementa la biomasa, estabilizándose con el tiempo.
• Aumenta la eficacia en el aprovechamiento de la energía.
• Disminuye la productividad.
• Aumenta la estabilidad del ecosistema, con mecanismos de autorregulación.

Comunidad clímax

Es el estado ideal de un ecosistema al final de una sucesión. El equilibrio puede perderse si cambian las condiciones ambientales o el número de individuos. En todos los ecosistemas hay regresiones que llevan a etapas anteriores o a una nueva evolución.

Sucesiones primarias y secundarias

: -Sucesión primaria: Se establece en un lugar descolonizado por seres vivos y no tiene suelo. En una isla volcánica esta sucesión comenzaría con la meteorización de la roca madre y la formación gradual del suelo. Las especies colonizadoras son líquenes y musgos que poco a poco enriquecen el suelo y permite la aparición de matorrales. Con el tiempo se desarrolla un ecosistema con una gran diversidad de especies especialistas. -Sucesión secundaria: Se produce en una zona donde anteriormente había una comunidad imparcial o eliminada por una perturbación. Tras un incendio, en un bosque mediterráneo, el suelo sufre importantes daños, pero algunos arboles y semillas pueden sobrevivir. Pronto crece el pastizal y demás poco exigente con las condiciones del suelo. Conforme aumenta la diversidad vegetal se enriquece también el número de especies animales. Al final del proceso surge de nuevo un bosque mediterráneo. 7.LAS PLAGAS Y SU CONTROL: Plaga es la especie que altera el equilibrio de su población y crece repentinamente extraordinariamente produciendo efectos nocivos a otros seres vivos, ecosistema o actividades humanas. Se utilizan diversas estrategias para controlarlas: Control químico: Los pesticidas son los productos químicos para combatir las plagas. En la agricultura se utilizan plaguicidas para los insectos, herbicidas para eliminar las malas hierbas y funguicidas para eliminar y evitar el crecimiento de hongos en el suelo. Esto tiene sus ventajas: -Mejora en el rendimiento de las cosechas: Aumento en producción alimentaria. -Permiten la lucha contra determinadas epidermias: El uso de plaguicidas como el DDT llevó la malaria a muchas zonas.   Algunos inconvenientes son: -Aparición de resistencias: Con el tiempo los productos pierden eficacia y la plaga es más dificil de eliminar. -Contaminación del medio. -Elevado tiempo de persistencia en el ambiente: La mayoría de los pesticidas provocan problemas de salud y son difíciles de degradar. -No son selectivos: Algunos productos también eliminan la flora y la fauna beneficiosa del ecosistema. -Son bioacumulativos: Se van acumulando en los tejidos de los seres vivos. Lucha biológica: Se utilizan seres vivos como depredadores específicas para regular la población de la especia causante de la plaga reduciéndola a una densidad muy baja. Se pretende disminuir su población para minimizar daños. Es un método más lento que el control químico, pero resulta más respetuoso con el medio.

8.CAMBIOS PRODUCIDOS POR LA ACCIÓN HUMANA EN LOS ECOSISTEMAS. RECURSOS: Durante millones de años los cambios de los ecosistemas han sido naturales y actualmente la especie humana es responsable de la mayoría de los cambios que ocurren en los ecosistemas, producidos a un ritmo acelerado. La población mundial crece de manera exponencial y esto origina un gran consumo de recursos. Recursos naturales: Un recurso natural es todo aquello que las personas tomamos de la naturaleza para obtener beneficio y satisfacer nuestras necesidades. Se considera reserva a la cantidad de un recurso natural que puede ser explotada y cuya extracción económica es rentable. Según su disponibilidad se clasifican en: -Recursos renovables: Se pueden regenerar con el tiempo o cuyo agotamiento supera las expectativas de vida de la especie humana. Los recursos biológicos son renovables. -Recursos no renovables: No se regeneran a una escala de tiempo humana y sus reservas disminuyen a la vez que se consumen. Petróleo, carbón o gas natural. Peligros para la biodiversidad: Ciertas actividades humanas amenazan a la biodiversidad. -Sobreexplotación: Se recogen plantas o animales a una velocidad mayor de la que se pueden regenerar naturalmente. -Destrucción de hábitats: Talas indiscriminadas, contaminación, obras públicas, minería… -Introducción de especies invasoras: Especies que se han ido introduciendo artificialmente en un ecosistema. Pueden no encontrar depredadores y desplazar a las poblaciones originales.9.LOS IMPACTOS AMBIENTALES: Es toda alteración en el medio ambiente provocada por la actividad humana. Según sus consecuencias, los impactos se clasifican en: -Impactos positivos: Forestación tras un incendio, saneamiento de recursos hídricos contaminados, o poblíticas conservacionistas. -Impactos negativos: Quema de combustibles fóslies, procesos industriales, cambio en el uso del suelo y la sobreexplotación de recursos biológicos. Evaluación de los impactos ambientales: La EIA es un instrumento preventivo para la conservación y gestión del medio ambiente. Es un proceso complejo donde participan especialistas de distintas áreas. Una EIA comprende 3 fases: -Estudio de impacto ambiental: documento donde se identifican los impactos que un proyecto generar sobre el medio y las medidas correctoras que se deben tomar. -Información pública: Particulares interesados pueden leer el estudio del impacto y presentar alegaciones y sugerencias. -Declaración de impacto ambiental: Las autoridades medioambientales analizan el estudio de impactos y las alegaciones presentadas.

10.LA PROTECCIÓN DEL MEDIO NATURAL: Para frenar el deterioro de los ecosistemas y proteger zonas del territorio de especial interés, a mediados del siglo pasado comenzaron a protegerse determinado espacios naturales. Los espacios naturales protegidos son áreas poco transdormadas por la explotación u ocupación de las personas, que tienen características biológicas y/o paisajístivas que les hacen gozar de especial protección. Parques: Son áreas naturales poco transformadas por la explotación u ocupación humana, con paisajes de gran belleza, ecosistemas representativos, formaciones geomorfológicas singulares y unos valores preferentes. Hay dos niveles de protección: -Parques Nacionales: Espacios muy poco transformados por el ser humano, de interés general. Tienen el máximo nivel de protección. Su declaración y gestión se comparte entre el Estado y las Comunidades Autónomas. -Parques Naturales: Nivel de protección inferior, aprovechamiento de recursos naturales. La gestión depende de la Comunidad Autónoma. Sierra de Grazalema, Hoces del río, Cumbre, Circo y Lagunas de Peñalara, Aizkorri-Aratz. Reservas Naturales: Espacios naturales donde se protegen los ecosistemas, comunidades o elementos biológicos que merecen una valoración especial. En ellas se permite la explotación de recursos cuando sea compatibilidad con los valores a proteger. Regajal-Mar, Hoces del Cabriel y salinas de Ibiza y Formentera. Paisajes Protegidos: Se protegen por sus valores estéticos y culturales de especial interés. Hay más de 550 (Corredor Verde del Guadiamar, Cuencas MIneras Asturianas). Monumentos Naturales: Espacios o elementos naturales formados por formaciones de notoria singularidad o belleza. Se incluyen formaciones geológicas, yacimientos paleontológicos y demás. Drago Milenario, Los Berruecos y Los Órganos de Despeñaperros. Reservas de la Biosfera: Áreas representativas del planeta, de todo tipo de exosistemas, que requieren ser preservados y restaurados. Habitan especies representativas de la biodiversidad nacional, incluídas las endémicas, amenazadas o en peligro de extinción. Esta distinción es otorgada a la UNESCO. Las Reservas de la Biosfera se reconocen internacionalmente bajo la soberanía de los estados donde se sitúan y no están protegidas por ningún tratado internacional. Su principal función es conservación y protección de la biodiversidad y demás. En el año 2008 había 507 Reservas de la Biosfera declaradas en 102 países del mundo.