Tema 14: El sistema biosfera

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TEMA 14. EL SISTEMA BIOSFERA. DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS.

5.2. Flujo de energía

De toda la energía solar que llega a la Tierra, sólo una parte (un 1 %) se incor­pora a la biosfera y circula a través de ella. Esta porción de energía se denomina energía endosomática, y los organismos fotosintéticos son los únicos seres vivos capaces de cap­tarla y transformarla en energía química. Todos los organismos utilizan esta energía química para llevar a cabo sus funciones de crecimiento y reproducción. Al final, toda la energía se disipa en forma de calor. (Esquema del flujo de energía)

El resto de la energía solar que recibe la superficie terrestre no es apro­vechada directamente por los seres vivos y recibe el nombre de ener­gía exosomática, que es la responsable de la cir­culación de los vientos, las corrientes marinas, etc.

5.2.1. Biomasa, Producción y Productividad

- Biomasa. Es la masa de la biocenosis medida por unidad de superficie o de volumen.
Es la cantidad en peso de materia orgánica de cualq            uier nivel trófico o de todo el ecosistema. Se mide en masa por unidad de superficie o volumen, en peso seco o fresco. (mg/m3; Kg/ha; Kcal/cm2 etc.)

- Producción, Es la biomasa (energía) fijada por unidad de tiempo. Representa la cantidad de biomasa (energía) disponible por unidad de tiempo que puede ser utilizada por el siguiente nivel trófico.
Se puede cuantificar de dos formas:
Producción primaria: es la energía fijada (aumento de biomasa) por los organismos autótrofos por unidad de tiempo.
Producción secundaria: Aumento de biomasa por unidad de tiempo  en descomponedores y consumidores.

En los dos casos hay que diferenciar entre:
Producción bruta (Pb): es la cantidad total de biomasa fijada por unidad de tiempo. En el caso de los productores (Producción primaria bruta) representa el total fotosintetizado por unidad de tiempo.
Producción neta (Pn): es la biomasa almacenada en cada nivel trófico por unidad de tiempo. Representa el aumento de biomasa por unidad de tiempo. Se obtiene restando la producción bruta de la energía consumida en la respiración (R) (el mantenimiento).

Pn = Pb – R

- Regla del 10%. La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la acumulada en él.

- Producción neta del ecosistema
Permite conocer el grado de madurez de un ecosistema. Se calcula restando la respiración total de la producción bruta. Es igual a la energía que fijan  los productores menos la que utilizan en la respi­ración, tanto ellos como los consumidores.
PNE = Pb – (Ra + Rh)

Pueden darse tres situaciones:
. Ecosistema en equilibrio o maduro la materia que nace es igual a la que muere, siendo la producción bruta similar a la respiración to­tal; en ese caso, la producción neta del eco­sistema será igual o muy próxima a cero (PNE = O).
. Ecosistema joven la producción bru­ta es mayor que la respiración. La produc­ción total es positiva (PNE>O). Ello ocurre en ecosistemas jóvenes, en evolución, en los que tiene lugar un incremento de biomasa.
. Ecosistemas contaminados o en regresión. Sufren una explotación excesi­va, la producción total será negativa (PNE<O), ya que la respiración será mayor que la producción.

- Productividad. Es la relación entre la producción y la biomasa. Representa la velocidad con que se renueva la biomasa. Permite conocer los límites de la explotación. Da una visión de la velocidad que tarda en renovarse la biomasa., por lo que recibe el nombre de tasa de renovación.
- Tiempo de renovación. Es la relación inversa a la productividad. Es el tiempo que tarde en renovarse un nivel trófico o sistema. Se mide en días, años…

- Eficiencia
De la cantidad total de energía lumínica que llega a la biosfera, los productores utilizan únicamente un 1 por 100, que es el rendimiento promedio de la fotosínte­sis. El término eficiencia se usa para indicar el porcentaje de esta energía que pasa a los niveles tróficos superiores.

La producción primaria neta de la ve­getación terrestre es menos del 50 por 100 de la bruta. En cuanto a la producción secundaria, los valores de eficiencia son aún me­nores: como término medio sólo el l0% por 100 de la energía disponible en un nivel trófico pasa al nivel siguiente. En el caso de los herbívoros el porcentaje de energía obtenida de la vegetación es aún menor, pues la materia vegetal contiene muchas partes de difícil aprovechamiento o digestión.

5.2.2. Pirámides ecológicas
Son gráficas en las que se representan algunos parámetros de un ecosistema como el número de individuos, la biomasa, ola energía. Cada nivel trófico se representa en un rectángulo cuya área es proporcional al valor del parámetro ecológico representado.

Las pirámides de biomasa representan la masa total de los seres vivos que existe en cada nivel trófico. Existen casos en que estas pirámides pueden estar inver­tidas: en un ecosistema acuático, donde la tasa de renovación del fitoplancton sea muy elevada, pue­de ocurrir que, en cierto instante, la biomasa del mismo sea muy inferior a la del zooplancton, tras haber sido comido por este último. Sin embargo, poco tiempo después, el fitoplancton se regenera y sirve de nuevo de sustento al zooplancton.
Las pirámides de números son menos signifi­cativas, ya que no tienen en cuenta el tamaño de los organismos. Representan el número de indivi­duos de cada nivel trófico. En muchos casos es­tán invertidas, como ocurre con un árbol, que sus­tenta a muchas aves, insectos, mamíferos, etc.
Las pirámides de energía o de producción in­dican la cantidad de energía que existe en un nivel trófico y la que pasa al nivel siguiente. Esta pirá­mide no puede invertirse en ningún caso, ya que la energía que posee un nivel que sustenta a otro superior siempre es mayor.