Resumen de Ecología y la Biosfera

Ecología y la Biosfera

Los Organismos y su Ambiente

• Ecología: Estudio científico de las interrelaciones entre los organismos y el entorno físico.
• Es una rama relativamente nueva de la ciencia.
• Ernst Haeckel: Acuñó el nombre Ecology hace 150 años de la raíz griega Oikos, que significa "hogar".
• Ecología vs. Ambientalismo:
  • Ecología a veces se equipara con el ambientalismo, pero no son lo mismo.
  • Ambientalismo: Es el uso del conocimiento ecológico, la economía, la ética y otros, para informar las decisiones personales y las políticas públicas relacionadas con la administración del mundo natural.
• Importancia del Conocimiento Ecológico:
  • Mejora nuestra capacidad para cultivar alimentos de manera confiable y sostenible.
  • Ayuda a controlar plagas y enfermedades.
  • Permite afrontar desastres naturales.
  • Reduce la posibilidad de causar consecuencias imprevistas al comprender las conexiones ecológicas.

Servicios Ecosistémicos

• Definición: Las condiciones y procesos de los cuales los ecosistemas y sus especies, sostienen y satisfacen las necesidades de la vida humana.
• Funciones:
  • Mantienen la biodiversidad.
  • Producción de bienes como:
    • Alimentos
    • Forraje
    • Madera
    • Combustible
    • Farmacéuticos
  • Limpieza, reciclaje y renovación.
  • Beneficios estéticos y culturales.
• Valoración Económica: Consiste en asignar valores cuantitativos a los bienes y servicios proporcionados por los recursos naturales.

Escalas de la Ecología

• Población: Grupo de individuos de la misma especie en un área determinada que tienen el potencial de cruzarse e interactuar.
• Comunidad: Conjunto de especies que interactúan y viven juntas en el mismo lugar y tiempo.
• Ecosistema: Una comunidad de organismos en la que se considera explícitamente su entorno físico.
• Paisajes (Landscape): Áreas geográficas que incluyen múltiples ecosistemas.
• Biosfera: Todos los organismos vivos de la Tierra y sus respectivos entornos.
• Enfoques de Estudio:
  • La ecología se estudia a diversas escalas, desde genes hasta ecosistemas.
  • Incluye los componentes bióticos (vivos) como los abióticos (no vivos) del medio ambiente.
  • La ecología de ecosistemas se centra en el movimiento de energía y nutrientes a través de un grupo de organismos.

Métodos de la Ecología

• Utilizan observaciones, experimentos y modelos para probar teorías ecológicas.
• Tipos de Experimentos:
  • Pueden realizar experimentos breves de laboratorio.
  • Manipulaciones de campo a largo plazo.
  • Experimentos que abarcan todo el ecosistema durante décadas.
• Ejemplo de Estudio a Largo Plazo:
  • Puerto Rico: National Science Foundation (NSF) creó el Long-Term Ecological Research (LTER) Program (1980) para entender dinámicas de los procesos ecosistémicos con investigación a largo plazo y a gran escala.
  • Luquillo LTER (LUQ) - 1988: Estudia los efectos a largo plazo de las perturbaciones naturales y humanas en los bosques tropicales y ríos del Bosque Experimental de Luquillo.

Distribución de los Organismos y el Clima Global

• Clima Global: Es un componente del ambiente que determina la distribución y abundancia de los organismos.
  • Tiempo atmosférico: Es el estado a corto plazo de las condiciones atmosféricas en un lugar y momento determinados.
  • Clima: Se refiere a las condiciones atmosféricas promedio durante un período más largo.
• Radiación Solar: Determina los patrones climáticos globales.
  • Alrededor del 70% es absorbido por la atmósfera y la superficie terrestre.
  • Gran parte de esta energía se irradia desde la superficie terrestre en forma de calor.
• Gases de Efecto Invernadero: Como el CO2, CH4 y otros, retienen la mayor parte del calor irradiado.
• Incidencia de los Rayos Solares:
  • La intensidad de la radiación solar que incide sobre la superficie terrestre varía con la latitud, lo que influye en el ángulo de incidencia de los rayos solares.
  • Cuando el ángulo es inclinado:
    • La energía solar se distribuye sobre un área mayor y es menos intensa que cuando el sol incide directamente sobre la superficie.
    • La radiación solar atraviesa una mayor porción de la atmósfera. Se absorbe y refleja más energía antes de llegar al suelo.
  • Las latitudes más altas reciben menos energía solar que el ecuador.
  • La temperatura media anual del aire disminuye aproximadamente 0.76 °C por cada grado de latitud.
• Temperatura y Precipitación:
  • Latitudes más altas reciben menos energía solar que el ecuador.
  • La energía solar determina los patrones de circulación atmosférica y la precipitación.
  • Al calentarse una masa de aire, se expande, se vuelve menos densa y asciende.
  • Al ascender, se enfría. El aire frío no puede retener tanta humedad como el aire caliente, y el aire frío libera humedad (precipitación).
  • El aire en la región ecuatorial recibe la mayor cantidad de energía solar. El aire se calienta, asciende, se enfría y libera grandes cantidades de lluvia. El aire cálido es reemplazado por aire superficial que fluye desde el norte y el sur.
• Vientos y Corrientes:
  • La rotación de la Tierra genera vientos y corrientes oceánicas globales.
  • La rotación es más rápida en el ecuador, donde el diámetro es mayor, y más lenta cerca de los polos, lo que crea el efecto Coriolis.
  • Las masas de aire que se desplazan hacia el norte o el sur se desvían, lo que da lugar a los vientos predominantes: alisios, vientos del oeste y vientos del este.
  • Los patrones de viento predominantes impulsan los patrones de circulación oceánica o corrientes.

Topografía y Clima Local

• Topografía Terrestre: La forma y características de la superficie, modifica los patrones del clima global.
• Montañas: Crean gradientes altitudinales de temperatura, precipitación y luz solar.
  • La temperatura disminuye y la precipitación aumenta con la altitud.
• Sombras de Lluvia (Rain Shadow):
  • Los vientos transportan aire húmedo, evaporado del océano, llega a la ladera de barlovento (windward) de una montaña, el aire asciende, se enfría y libera lluvia o nieve.
  • En la ladera de sotavento (leeward) de la montaña, el aire, ahora seco, desciende, se calienta y produce condiciones áridas.

Vegetación e Impacto en el Clima Local

• La vegetación, especialmente los bosques, tiene un gran impacto en el clima local.
• Efecto Albedo: Las superficies oscuras absorben más radiación solar que las superficies claras.
  • Los bosques absorben la radiación solar; también reducen el viento y, por lo tanto, la pérdida de calor por convección.
  • Esto se compensa con la evapotranspiración (transferencia de calor y agua por evaporación de las plantas a la atmósfera).
• Deforestación: Aumenta la pérdida de calor por convección y el albedo, disminuye la evapotranspiración, provocando un aumento de la temperatura del aire y una disminución de las precipitaciones, lo que resulta en condiciones más áridas.

Zonas de Vida Ecológicas en Puerto Rico

• Tipos de Bosque según Zona Ecológica:
  • Seco subtropical
  • Húmedo subtropical
  • Muy húmedo subtropical
  • Muy húmedo montano bajo subtropical
  • Pluvial subtropical
  • Pluvial montano bajo subtropical