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Curso de ECOLOGIA 2013
Bienvenidos
Facultad de Ciencias Agrarias
Universidad Nacional de Mar del Plata
Equipo Docente:
Laterra, Pedro (Prof. Asoc.)
Vignolio, Osvaldo (Prof.Adj.)
Herrera, Lorena (Ayte. 1ª)
Petigroso, Lucas (Ayte. 1ª)
Velazquez, Luciano (Ayte. 1ª)
Arricar, Macarena (Ayte.2da.)
Díaz, Valeria (Ayte.2da.)
Prof. Responsable:
Fernández, Osvaldo (Prof. Asoc.)
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¿ Qué es ECOLOGÍA ?(Ernst Haeckel, 1869)
Ciencia que estudia los sistemas ecológicos para comprender su organización y funcionamiento y predecir sus cambios.
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¿ POR QUÉ LA FORMACIÓN AGRONÓMICA INCLUYE ESTA CIENCIA ?
¿ CÓMO SE ARTICULA EN LA TRAYECTORIA CURRICULAR CON OTRAS CIENCIAS?
Cs. del ambiente
Cs de la vida
Cs.formales E
Cs. aplicadas al manejo sustentable
de agroecosistemas
Cs. de integración bio-física
individuo x ambiente
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¿Los organismos se distribuyen al azar en un ecosistema?
¿Por qué ?
¿Su distribución y abundancia son constantes (tiempo) y uniformes (espacio)?¿Por qué?
¿La distribución y abundancia de los organismos afectan las funciones del ecosistema?
¿Cómo?
¿Es posible predecir y controlar las funciones de un ecosistema?
¿Cómo?
PREGUNTAS FUNDACIONALES DE LA ECOLOGÍA
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CONTEXTO Y PERSPECTIVA GLOBALES DE LOS ESTUDIOS ECOLÓGICOS EN AGRONOMÍA
Dónde estamos parados ?
Adonde estamos yendo ?
Qué podemos/debemos?queremos
Que conocimientos y actitudes son necesarias ?
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¿ Qué es un sistema ecológico
o ecosistema ?(Tansley 1935)
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Sistema: conjunto de elementos que interactúan “para” cumplir una función.
Ecológico: interactúan componentes bióticos y abióticos (3 y 3)...
C.bióticos3
C.abióticos3
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ECOSISTEMA: estructura
Componentes vivos (la comunidad biótica o biocenosis)
Componentes físicos (suelo; clima; fuego)
Interrelaciones: flujos de materia y energía
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CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES
Abiertos (a flujos de materia-energía-información)
Entrópicos o disipativos
Cibernéticos o auto-regulados
Organización jerárquica
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Comunidadde
productores
Comunidad de consumidores
Comunidad de descomponedores
M M
Sustanciasorgánicas
Atmósfera Sustanciasinorgánicas
BIOCENOSIS
BIOTOPO
E E
II
Abiertos
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Entrópicos o disipativos
1ªLey TD CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
“La energía puede cambiar de una forma a otra pero no puede ser creada ni destruída, o sea que la energía total del universo permanece constante “.
2ªLey TD
AUMENTO DE ENTROPÍA
“Todos los procesos naturales proceden de modo tal que las concentraciones de energía tienden a disiparse o volverse aleatorias.
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Cibernéticos (poseen sistemas de control interno basados en mecanismos de retro-alimentación), auto-regulados u homeostáticos (retro-alimentación negativa)
V=f(h)
K
Qs= f(h-k)Qe= f(h-k)
+ +
- -
h
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Ambientes húmedos (radiación o fertilidad limitantes): feed-back negativo (menor cobertura mayor crecimiento)
Ambientes áridos (agua o fertilidad limitantes): feed-back positivo (menor cobertura menor crecimiento)
Cobertura de vegetación herbácea como f (espacio entre leñosas)
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P1
E1 E2 En
BiocenosisAmbiente
físico
P3P2 Pn
InI2I1POBLACIÓN
COMUNIDAD
ECOSISTEMA
PAISAJE ECOZONA REGIÓN
Controles ascendentes
Controles descendentes
Organización jerárquica
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Depresión del Salado
Pampa Austral
Sistema Local Cuenca de Mar Chiquita
- Poco profundas- Inmersas en una matriz agrícola ganadera- Se desarrollan actividades recreativas- Pesca
Mar del Plata
Depresión del Salado
Pampa Austral
L. La Brava
L. De Los Padres
L. Mar Chiquita
sup. – 50 Km2
dje 10000 km2
Cuenca de Mar ChiquitaEspacialmente anidados
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PASTURAS
PASTIZAL NATURAL
SUB-SISTEMA GANADERO SUB-SISTEMA AGRÍCOLA
CULTIVO DE INVIERNO
CULTIVO DE VERANO
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BOSQUE Ó MONTE
COMUNIDADES VEGETALES
COMUNIDADES RIPARIAS
PASTIZALES PEDEMONTANOS
PRADOS ALPINOS YTUNDRA
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POBLACIONES VEGETALES
Festuca arundinacea
Plantago lanceolata
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Resultado de las interrelaciones son las siguientes funciones de los ecosistemas:
•Captación y transformación de energía radiante en energía química (reducción de C por autótrofos)
•Transferencia de materia y energía en redes tróficas (oxidación de C por heterótrofos y saprótrofos)
•Conservación y reciclado de minerales.
•Control climático y dinámica hidrológica
•Generación y conservación de diversidad biológica
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¿Cómo se organizan los ecosistemas ?
Los ecosistemas se auto-organizan a partir de la entrada y los flujos de energía, materiales e información a través de redes tróficas, y de la disipación permanente de entropía.
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Auto-organización es el proceso por el cual los componentes se relacionan y funcionan en forma inter-dependientes, tal que el (los) producto(s) de la organización es (son) propiedad emergente (no reducible) de la misma.
Principio holístico: EL TODO ES MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES
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TEORÍAS DE AUTO-ORGANIZACIÓN (Y REORGANIZACIÓN) DE LOS ECOSISTEMAS
• En tanto que captan y transforman energìa, son sistemas termodinámicamente disipativos (entrópicos).
La organización y mantenimiento de su estructura demanda un “bombeo” contínuo de calor hacia el medio (neg-entropía).
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Principio de potencia máxima(H.T.Odum et al., 1998)
“Los ecosistemas tienden a organizarse a favor de máximas eficiencias de captación, transformación y uso de la energía.”
Predicción: los procesos organizadores promueven una convergencia hacia un tipo de estructura funcional donde prevalecen sinergias (refuerzos positivos) a través de interacciones mutualistas y relaciones de facilitación y complementariedad.
Corolario: las interacciones positivas maximizan la eficiencia energética de cada componente y además su contribución a la de toda la organización. (el ecosistema).
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Procesos organizadores: son los que pueden aumentar el contenido de información aumentando la eficiencia en la captación, transformación y uso de energía
•Sucesión Ecológica (modelo de Clements)
•Dinámica de colonización-extinción
•Evolución – Co-evolución –Estrategias adaptativas
•Interacciones poblacionales
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Fuente: wikipedia.org 2013
Sucesión según el modelo determinístico (climax) de Clements
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CAPITALALMACENADO (M/E/I)
CONECTIVIDAD
REORGANIZACIÓN
CONSERVACIÓN
LIBERACIÓNEXPLOTACIÓN
ORGANIZACIÓN Y REORGANIZACIÓN SEGÚN EL
Modelo cíclico de Holling (1995)
Intercambios de materia, energía e información
ENTROPÍA
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ECOLOGÍA ECOLOGÍA
YY
AGRONOMÍAAGRONOMÍA
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AGRONOMÍA
•SIGLO XXI. Ingeniería y gestión de agroecosistemas para el aprovechamiento sustentable de bienes y servicios que proveen, al productor y al resto de la sociedad.
•SIGLO XX: Aplicación de conocimientos científicos en el desarrollo, perfeccionamiento y aplicación eficaz y eficiente de tecnologias para la producción agropecuaria.
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DECLARACIÓN DE INTERÉS PÚBLICO DE LA CARRERA INGENIERÍA AGRONÓMICA (Resolución
Ministerial N° 254/03)
Actividades reservadas al Ingeniero Agrónomo (AUDEAS):
Entre otras… Conservación de los recursos naturales
Calidad de los alimentos
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AGROECOSISTEMA
Ecosistema organizado y manejado con el propósito de maximizar funciones productivas.
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SUSTENTABILIDAD
•Preservar sus funciones frente a perturbaciones extraordinarias o atípicas en su historia evolutiva
•La visión antropocéntrica considera la triple valoración:
ecológicas - social - económica.
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Métodología de Investigación en Ecología
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¿CÓMO SE INVESTIGA EN ECOLOGÍA?
ENFOQUES METODOLÓGICOS
1. FENOMENOLÓGICO (descriptivo): Observación correlaciones patrones (espaciales y temporales) hipótesis
2. EXPERIMENTAL (explicativo):
Hipótesis predicciones validaciones nuevas hipótesis teorías
3. MODELIZACIÓN (sistémico, predictivo)
Conceptualización sistémica formalización- predicciones validación reformulación del modelo simulación.
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Método Científico(Hipotético-deductivo)
Preguntas relativas a estados, cambios de estado o funcionamiento de un ecosistema o algún componente
Hipótesis: posibles explicaciones (cadenas de causalidad) basadas en teorías, principios e información existente
Predicciones para la comprobación de hipótesis
Diseño de procedimientos para observación, experimentación o modelado.
Rechazo Ho
No rechazo Ho
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MODELOS DE SISTEMAS ECOLÓGICOS
MODELO: descripción verbal, gráfica o matemática de una parte simplificada de la
realidad
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ATMÓSFERA
v
P A
S
Imagine…simplifique…jerarquize
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Ejemplo:
En una planta vascular, el crecimiento de la parte aérea y de la subterránea se regulan recíprocamente tal que el tamaño de ambas en un momento y ambiente dados guarda entre sí una relación de proporcionalidad (alometría).
A
S
S = a.AbModelos
Modelo diagramático de sistema dinámico
Modelo matemático (función de alometría) Modelo de sistema estático