LA HUELLA ECOLÓGICA

La huella ecológica es un indicador ambiental que trata de cuantificar el impacto de la actividad humana sobre el planeta con una finalidad principalmente divulgativa. Es importante hacer comprensible al mayor número de personas cómo nuestras actividades diarias y las de la humanidad en general, están afectando al planeta.
Con la huella ecológica se relaciona de un modo comprensible nuestras actividades con su repercusión sobre el medio ambiente. La idea es que nosotros tomamos de la Tierra una serie de recursos: alimentos, suelo, energía. Todos estos recursos precisan directa o indirectamente de una superficie de terreno. Por ejemplo:  los vegetales que comemos se cultivan sobre una superficie de terreno; los productos de origen animal que comemos precisan de alimentos vegetales que han de crecer sobre una determinada superficie. Si construimos casas ocupan un terreno. Pero hay otros recursos que su relación con una superficie de la tierra es indirecta. Si consumimos energía, o nos desplazamos en un coche producimos una determinada cantidad de CO2. La cantidad de vegetación necesaria para absorber ese CO2 a través de la fotosíntesis ocupa una determinada superficie de terreno. Si vamos sumando tenemos al final una determinada cantidad de hectáreas que precisaríamos para soportar nuestra actividad diaria. Esta es la huella ecológica.

Si consultamos la Wikipedia: El cálculo de la huella ecológica es complejo, y en algunos casos imposible, lo que constituye su principal limitación como indicador; en cualquier caso, existen diversos métodos de estimación a partir del análisis de los recursos que una persona consume y de los residuos que produce. La cantidad de hectáreas utilizadas para urbanizar, generar infraestructuras y centros de trabajo. Hectáreas necesarias para proporcionar el alimento vegetal necesario. Superficie necesaria para pastos que alimenten al ganado o animales Superficie marina necesaria para producir peces. Hectáreas de bosque necesarias para asumir el CO2 que provoca nuestro consumo energético. En este sentido no sólo incidiría el grado de eficiencia energética alcanzado sino también las fuentes empleadas para su obtención: a mayor uso de energías renovables, menor huella ecológica.

ECONOMÍA Y ECOLOGÍA

Os propongo esta actividad que consiste en la lectura de la entrevista a Joan Martínez Alier que aparece en la “AGENDA” de la “Fundación Félix Rodríguez de la Fuente”. A continuación os hago un pequeño comentario-resumen para que os resulte más fácil entenderla y después de su lectura tenéis que elaborar un resumen de 5 líneas de las respuestas dadas a cada una de las preguntas y redacta unas preguntas que os gustaría que contestara este “economista ecológico”. En este enlace se puede acceder a la revista donde se halla la entrevista. Número 25 páginas 15 a 22. En la entrevista se dice que el sistema económico actual es “crematístico”, es decir su finalidad es obtener un beneficio de las actividades industriales, comerciales, etc. Como consecuencia de estas actividades se producen daños ambientales (contaminación, destrucción de ecosistemas, disminución de la biodiversidad, agotamiento de recursos) que no son valorados económicamente y que se consideran externalidades o pasivos ambientales. Las empresas no asumen estos impactos como gastos a no ser que haya una legislación que obligue a ello, situaciones que se van dando en algunos casos.

La actual crisis económica ha ocasionado una gran deuda económica en los estados, que sólo puede saldarse con más crecimiento y desarrollo, que ocasionará más impactos. La lógica de la economía actual es continuar con un desarrollo ilimitado que precisa de recursos ilimitados, pero no considera que la Tierra es limitada. Y no lo hace porque la visión de la economía es a corto plazo.

Frente a esta situación los “economistas ecológicos” proponen un crecimiento estacionario o incluso un decrecimiento temporal. Esto ocasionaría más paro a no ser que se desvinculara la remuneración de las personas del empleo asalariado. Una situación en la que la gente viviera bien pero no hubiera crecimiento.
Las alternativas a este desarrollo incontrolado serían:
-Explotar recursos parcialmente no renovables al ritmo de sustitución por otros renovables.
-Explotar recursos renovables al ritmo que permita que continúen siendo renovables.
-Generar residuos por debajo de la tasa de asimilación de éstos por la Naturaleza.
-Disminuir el ritmo de crecimiento de la población.
-Establecer una moratoria en el pago de las deudas y avanzar hacia una economía estacionaria.

Rozando los límites del crecimiento. Realiza esta lectura, haz un resumen y analiza las gráficas que aparecen.

TEMA 1.

1.- CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE

El medio ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo sobre los seres vivos y las actividades humanas.

Estos distintos componentes del medio ambiente interaccionan entre ellos, de modo que cambios en uno repercuten en los demás, denominándose a este interrelación “efecto dominó.

Por ello y debido a la complejidad del medio ambiente su estudio es interdisciplinar, es decir que ha de ser abordado desde distintos puntos de vista de los que se ocupan diferentes disciplinas. Este modo de abordar el estudio de un tema se denomina enfoque holístico, en el cual se trata de estudiar el todo o la globalidad y las relaciones entre las partes, sin detenerse en los detalles. De este modo se ponen de manifiesto las propiedades emergentes resultantes del comportamiento global y de las interacciones entre los componentes.

Como vemos, las Ciencias de la Tierra y Medioambientales precisas de distintas disciplinas para avanzar en su desarrollo. Otro elemento del que se vales esta disciplina es la dinámica de sistemas.

2.- SISTEMAS Y MODELOS

Un sistema es un conjunto de parte operativamente interrelacionadas, es decir, en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global.

Para estudiar un sistema se precisa de un enfoque holístico y de una metodología conocida como “dinámica de sistemas”. Siguiendo esta metodología se analizan las interacciones entre las distintas partes recurriendo al uso de modelos.

Los modelos son simplificaciones de la realidad que hacemos para poder comprenderla. En un modelo nos quedamos con aquellas características que consideramos más importantes. Distinguimos dos tipos de modelos: los modelos mentales y los formales.

Los modelos mentales son esquemas de la realidad que elaboramos para comprenderla.

Los modelos formales son modelos matemáticos. Son más exactos y precisos aunque en muchas ocasiones no pueden describirse matemáticamente todos los aspectos de un sistema ya que algunos pueden ser muy complejos, sobre todo los relacionados con los procesos naturales (biológicos y geológicos).

3.- LOS MODELOS Y LA DINÁMICA DE SISTEMAS

Podemos distinguir distintos tipos de modelos utilizados en la dinámica de sistemas.

3.1.- MODELO CAJA NEGRA

Se representa como si fuera una caja, dentro de la cual no queremos mirar. Tan solo nos interesan las entradas y las salidas de materia, energía e información. Para describir un sistema como caja negra, primero tenemos que marcar sus fronteras o límites, que nos ayuda a delimitarlo, definirlo y aislarlo del resto. Posteriormente se señalan las entradas y salidas. Según sean estas diferenciamos:
• Sistemas abiertos: Se producen intercambios de materia y energía. P. ej.: un ser vivo o una ciudad.
• Sistemas cerrados: Se intercambia la energía pero no la materia. P. ej: el sol o un ecosistema.
• Sistemas aislados: No se producen intercambios de materia ni de energía. P. ej.: el sistema solar.

Los intercambios de energía se rigen por las leyes de la termodinámica que dicen:
1ª ley de la termodinámica: La energía ni se crea ni se destruye, tan solo se transforma de unos tipos a otros.
2ª ley de la termodinámica: En toda transferencia de energía hay una parte de dicha energía que se degrada, es decir que pasa a una forma menos concentrada y utilizable. También puede definirse como que en todo intercambio de energía existe un aumento del desorden del Universo. La magnitud que mide este desorden se denomina entropía.



3.2.- MODELO CAJA BLANCA

Son aquellos modelos en los que observamos las relaciones o interacciones que se dan entre los componentes. En estos modelos tenemos que definir:
• las variables, que son los aspectos mensurables de la realidad
• las relaciones entre las variables que representamos con flechas.

Las relaciones que se dan entre las variables las denominamos relaciones causales. Cuando representamos las variables y las relaciones con flechas obtenemos un diagrama causal.

3.2.1.- LAS RELACIONES CAUSALES

Las relaciones causales pueden ser simples y complejas.

Las relaciones simples son aquellas en las que un elemento influencia a otro. Pueden ser:

• Directas cuando el aumento o disminución de una variable provoca la misma respuesta en la otra (aumento o disminución).
• Inversas cuando el aumento o disminución de una variable provoca la respuesta contraria en la otra. Aumento – disminución; disminución – aumento.
• Encadenadas cuando son varias variables las que están relacionadas.

Para interpretar más fácilmente los diagramas, podemos tener en cuenta que cuando hay un número par de interacciones inversas en una serie de variables encadenadas la relación entre las variables de los extremos es directa y si es impar inversa.

Las relaciones complejas

También denominadas de realimentación, retroalimentación o feed-back. Son relaciones en que un elemento interacciona sobre otro y éste a su vez interacciona con el primero. Pueden ser:

• De realimentación positiva. Se producen relaciones directas entre las variables implicadas. La causa aumenta el efecto y a la inversa también. Refleja la potencialidad de un sistemas para crecer.
• De realimentación negativa u homeostáticas. Son aquellas en las que la causa aumenta el efecto y éste provoca una disminución en la causa. Ocasionan bucles de realimentación estabilizadores u homeostáticos.

Conceptos:

Medio ambiente
Efecto dominó
Enfoque holístico
Propiedades emergentes
Dinámica de sistemas
Sistema
Modelos

APUNTES TEMA 1

El medio ambiente y la teoría de sistemas from pepe.moranco

MAPAS GLOBALES

En este enlace se pueden ver distintos mapas del mundo en los que se representan diferentes procesos naturales o inducidos por el hombre.
GLOBAL MAPS

LA LA MATERIA Y LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS

1. INTROCUCCIÓN

La biosfera es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra. Desde un punto de vista termodinámico se le puede considerar un sistema abierto.
Un ecosistema es un sistema natural integrado por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí. La parte biótica de un ecosistema se denomina comunidad o biocenosis y la parte abiótica el biotopo.
La exosfera sería el ecosistema formado por todos los ecosistemas terrestres del que la biocenosis sería la biosfera.
Los biomas son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra.

2. RELACIONES TRÓFICAS

Un ecosistema podemos considerarlo como un sistema cerrado en el que hay entrada y salida de energía y un flujo contínuo de materia y energía a través de los componentes de su biocenosis. Las relaciones tróficas representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Se suelen representar mediante las cadenas tróficas que unen mediante flechas los diferentes eslabones o niveles tróficos. Estos son: los productores, los consumidores y los descomponedores.
• Los productores constituyen el premier nivel trófico y son los organismos autótrofos, capaces de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica. Los principales son los organismos fotosintéticos que utilizan la energía lumínica para estas transformaciones. Los quimiosintéticos son los que utilizan la energía de la oxidación de materia inorgánica.
• Los consumidores son organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica para llevar a cabo sus funciones vitales. La energía la obtienen por oxidación de esta materia orgánica.
• Los descomponedores forman un tipo especial de organismos que se encargan de transformar la materia orgánica en sales minerales con lo que cierran el ciclo de la materia.

3. EL FLUJO DE ENERGÍA Y MATERIA EN LOS ECOSISTEMAS

Analizando las relaciones entre los componentes de un ecosistema se observa que entre ellos hay un flujo de materia y de energía debido a las relaciones tróficas que se establecen entre ellos. De acuerdo con estas relaciones diferenciamos los organismos productores, los consumidores y los descomponedores.

• EL FLUJO DE MATERIA

La materia fluye en los ecosistemas en el mismo orden que la energía, sitien aquí el flujo es cíclico. Los productores transforman la materia inorgánica en orgánica que posteriormente es utilizada por los consumidores. Por último los descomponedores transforman la materia orgánica en inorgánica. Esta materia inorgánica es la que toman los productores, cerrando el ciclo.

• EL FLUJO DE ENERGÍA

Los intercambios de energía en los ecosistemas se rigen por las leyes de la termodinámica:
• La primera ley dice que la energía no se crea ni se destruye sino que sólo se transforma. Por ello toda la energía química que poseen los seres vivos en el ecosistema procede de la energía solar que aprovechan las planta en la fotosíntesis.
• En todo intercambio de energía hay una parte que se transforma en energía calorífica poco útil, dicho de otro modo en todo intercambio de energía hay un aumento de la entropía. Ello es una de las razones que explica que el paso de un nivel trófico a otro solo se paroveche un 10 % de la energía inicial.
El flujo de energía se inicia en los productores que transforman la energía luminosa de la luz en energía química a través del proceso de la fotosíntesis. Parte de esta energía química queda almacenada en las biomoléculas que componen los productores y otra parte es utilizada en la respiración. Los consumidores toman estas biomoléculas a través de la nutrición. De nuevo los consumidores almacenarán parte de esta energía en las biomoléculas que sintetizan y otra la consumen en la respiración. Finalmente los descomponedores transforman la energía contenida en los restos de seres vivos en materia inorgánica gastando con ello el resto de energía que inicialmente habían introducido en el ecosistema los productores. Por ello se dice que el flujo de energía es unidireccional.

4. PARÁMETROS TRÓFICOS

• La biomasa. Es la cantidad en peso de materia orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema. Se mide en kilogramos aunque frecuentemente se expresa en unidades de energía (un gramo de materia orgánica equivale a 4 o 5 kilocalorías). Suele hacerse referencia a la cantidad de biomasa por unidad de superficie o volumen. gC/cm2, kgC/m2, etc.

• La producción es la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. Se expresa en gC/m2 .día. , kcal,/ha . año, julios o vatios y se puede cuantificar de diversos modos.
• Producción primaria que es la energía fijada por los productores.
• Producción secundaria que es la energía fijada por el resto de los niveles tróficos.
• Producción bruta (Pb) cantidad de energía fijada por unidad de tiempo.
• Producción neta (Pn) cantidad de energía almacenada en cada nivel por unidad de tiempo. Se obtiene restando a la producción bruta la respiración.

• La productividad que es la relación entre la producción neta y la respiración. Indica la velocidad con la que se renueva un nivel trófico.

• El tiempo de renovación es la relación entre la biomasa y la producción neta. Nos informa del tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico.

• La eficiencia representa el rendimiento de un nivel trófico o de un sistema y se calcula por el cociente entre salidas y entradas.

5. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS

Es una representación de los distintos niveles tróficos del ecosistema. Cada nivel trófico viene representado por una barra cuyo tamaño es proporcional a la cantidad de ese nivel trófico en el ecosistema. Diferenciamos las pirámides de energía, de biomasa y de números.

6. LOS FACTORES LIMITANTES

Liebig, en el siglo XIX, estableció que el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria, actuando como factor limitante. Los factores limitantes pueden ser factores como la luz, la temperatura o la humedad. También la concentración de elementos como fósforo, nitrógeno, calcio, potasio, etc.
La temperatura y la humedad se convierten en factores limitantes en las plantas. Estas muestran adaptaciones para disminuir el efecto negativo de la disminución de la humedad por el aumento de la temperatura (plantas C3 y C4)
7. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
El flujo de materia lo podemos concretar en los diferentes ciclos biogeoquímicos como son :
- Ciclo del oxígeno.
- Ciclo del carbono.
- Ciclo del nitrógeno.
- Ciclo del fósforo.
- Ciclo del azufre.


APUNTES TEMA 4

TEMA 5

RELACIONES BIÓTICAS EN EL ECOSISTEMA


1. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA

Un ecosistema es un sistema capaz de regularse. Si consideramos un ecosistema en el que tan sólo existieran productores, su crecimiento dependería de la disponibilidad de recursos. Crecerían hasta que se agotasen decayendo el número de individuos y volviendo a aumentar posteriormente a medida que hubiera una recuperación de los recursos disponibles.
Si añadimos un segundo nivel trófico, los hebívoros, estos impedirán que los productores lleguen a agotar los recursos, ya que su número disminuirá por la acción de los herbívoros. Si añadimos un tercer nivel, los carnívoros, controlarán a los herbívoros e indirectamente a los productores.
El resultado es que el ecosistema muestra unas variaciones menos drásticas en el número de individuos porque cada población controla a aquellas de las que se alimenta.

2. POBLACIONES Y DINÁMICA DE POBLACIONES

Definimos una población como el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado y que se reproducen entre sí. El crecimiento de las poblaciones viene determinado por las tasas de natalidad (TN) y de mortalidad (TM), principalmente, de acuerdo con la siguiente expresión:

Nt+1 = Nt (1 + r)

En donde “r” se denomina potencial biótico que es la (TN – TM).

Cuando sea r > 0 la población crecerá.
Si es r < 0 la población disminuirá.
Cuando sea r = 0 la población estará en una situación estable.

Las poblaciones no crecen indefinidamente sino que llega un momento en el que debido a la limitación de espacio, nutrientes, etc, la población alcanza el máximo valor de individuos que puede soportar el ecosistema. A este límite los denominamos “límite de carga” K. La expresión matemática que incorpora el límite de carga al crecimiento de una población quedaría:

Nt+1 = Nt (1 + r*(k- Nt /k))

Al conjunto de factores que impiden que la población continúe creciendo indefinidamente y que determina un límite en el crecimiento se denomina “resistencia ambiental”. La resistencia ambiental puede ser debida a factores externos a la población o internos.

Factores externos: factores bióticos como la presencia de depredadores, enfermedades, competencia interespecífica y factores abióticos como cambios de clima, escasez de alimentos, modificiaciones del habitat, escasez de agua, etc.

Los factores internos como la densidad de la población que afecta negativamente a los hábitos reproductores.

Dependiendo del potencial biótico de las poblaciones se pueden diferenciar dos tipos de especies.
Los estrategas de la r que son organismos con un potencial biótico elevado. Son organismos que tienen muchas crías, que no son cuidadas por lo que la tasa de mortalidad durante la etapa juvenil es muy elevada. Son organismos de pequeño tamaño que si las condiciones son buenas aumentan rápidamente la población. Son los organismos que denominamos oportunistas y causan las plagas.
Los estrategas de la K son organismos son un potencial biótico bajo. Tienen pocas crías que cuidan y una gran parte sobrevive. Son organismos de gran tamaño, y dan estabilidad a los ecosistemas.

• VALENCIA ECOLÓGICA Y LÍMITE DE TOLERANCIA



Las relaciones intraespecíficas determinan los agrupamientos de los individuos:
- Familias y clanes
- Colonias
- Sociedades
También ocasiona la competencia que puede ser por la comida, el territorio, el apareamiento.
Las relaciones interespecíficas
- Comensalismo: una especie se aprovecha del sobrande de la comida y otros productos de otra especia. Es una relación (+, 0).
- Tanatocresis: una especie obtiene un beneficio de otra de la que utiliza los cadáveres, piezas esqueléticas, excrementos, etc. pero no para comerlos sino para otros usos. Es una relación (+, 0).
- Foresia: una especie de menor tamaño se aprovecha de otra que la transporta. Es una relación (+, 0).
- Mutualismo: normalmente es una asociación trófica en la que los dos organismos salen beneficiados. Animales que se alimentan de los parásitos de otros. Es una relación (+, +).
- Simbiosis: se da cuando la asociación es permanente constituyendo ambos organismos un todo orgánico. Es una relación (+, +).
- Parasitismo: uno de los organismos (parásito), que normalmente es más pequeño que el otro (huésped), del que se alimenta y le causa un perjuicio, aunque no la muerte. Pueden ser ectoparásitos o endoparásitos. Es una relación (+, -).
- Depredación: uno de los individuos (depredador) mata al otro (presa) para alimentarse. Es una relación (+, -).
-
RELACIONES ABIÓTICAS EN LOS ECOSISTEMAS

El biotopo de un ecosistema viene determinado por la temperatura, humedad, salinidad, luminosidad, etc. Estos factores influyen sobre los seres vivos de modo que estos muestran una serie de adaptaciones a estas condiciones ambientales.

LOS BIOMAS

En la biosfera podemos diferenciar grandes ecosistemas que se ocupan amplias superficies en la Tierra y que se corresponden con las grandes zonas climáticas: son los biomas. Diferenciamos a su vez los biomas terrestres, dulceacuícolas, de interfase y por último los marinos.

APUNTES TEMA 5