Ecología y la Biosfera

Ecología y la Biosfera

Ecología y el 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".

• La ecología a veces se equipara con el ambientalismo, pero no son lo mismo.

• El 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.

• El conocimiento científico de la ecología mejora nuestra capacidad para cultivar alimentos de manera confiable y sostenible, controlar plagas y enfermedades, y afrontar desastres naturales.

• Comprender las conexiones ecológicas reduce la posibilidad de causar consecuencias imprevistas.

Servicios Ecosistémicos

• Son las condiciones y procesos de los cuales los ecosistemas y sus especies, sostienen y satisfacen las necesidades de la vida humana.

• Permiten mantener la biodiversidad y la producción de bienes como:

  • Alimentos

  • Forraje

  • Madera

  • Combustible

  • Farmacéuticos

• Además, proporcionan limpieza, reciclaje y renovación, y beneficios estéticos y culturales.

• La valoración económica de los servicios ecosistémicos 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.

• La ecología se estudia a diversas escalas, desde genes hasta ecosistemas.

• La ecología abarca 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.

• Pueden realizar experimentos breves de laboratorio, manipulaciones de campo a largo plazo e incluso experimentos que abarcan todo el ecosistema durante décadas.

• Un ejemplo de estudio a largo plazo está en 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 en el Mundo

• El clima global es un componente del ambiente.

• El clima determina la distribución y abundancia de los organismos.

  • El tiempo atmosférico es el estado a corto plazo de las condiciones atmosféricas en un lugar y momento determinados.

  • El clima se refiere a las condiciones atmosféricas promedio durante un período más largo.

• La 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.

Energía Solar y Gases de Efecto Invernadero

• Los gases de efecto invernadero, como el CO2, CH2 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.

• Por lo tanto, 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

• La topografía terrestre (forma y características de la superficie) modifica los patrones del clima global.

• Las 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): el viento transporta 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 Climático

• 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).

• La 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.