UNIDAD 2 DESARROLLO SUSTENTABLE

2.1 El ecosistema.

Se llama ecosistema o unidad ecológica al conjunto formado por los seres vivos y por el medio físico donde habitan. El ecosistema comprende:

• Un grupo de seres vivos, denominado comunidad o biocenosis.

• Un lugar donde habitan los seres vivos (charca, laguna, bosque, roca, etc.) que recibe el nombre de biotopo.

En resumen, podemos establecer que:

Ecosistema = Biocenosis + Biotopo

En el ecosistema se produce una interacción entre los seres vivos y los factores físicos y químicos del ambiente. Esta interdependencia es fundamental para la existencia del ecosistema y determinará la base de su evolución futura.

Se pueden distinguir dos tipos de ecosistema: ecosistemas abiertos y ecosistemas cerrados. Los primeros intercambian materia y energía con otros ecosistemas; por ejemplo, un río. En los segundos, como su denominación indica, no se producen intercambios con otros ecosistemas. La charca es un ejemplo de ecosistema cerrado.

Dos son las fuentes de la sustantivas de energía, como ya se mencionó, de las que depende el funcionamiento del ecosistema:

1) La ENERGÍA SOLAR

2) La energía producida por COMBUSTIBLES QUÍMICOS, de tal modo que es posible distinguir entre sistemas impulsados por el sol y los impulsados por los combustibles. Con base en esta distinción energética, el ecosistema se clasifica en:

1.- ECOSISTEMA NATURAL no subsidiados impulsados por energía solar. Ejemplos: el piélago y los bosques de zonas altas.

2.- ECOSISTEMA NATURAL subsidiado impulsados por energía solar. Ejemplos; estuario de marea y algunas selvas tropicales.

3.- ECOSISTEMAS HUMANOS subsidiados impulsados por energía solar. Ejemplos; agricultura y acuicultura.

4.- SISTEMAS URBANOS-INDUSTRIALES impulsados por combustibles. Ejemplos; ciudades satélites y parques industriales.

Intrínseco a este funcionamiento existe, además, un movimiento continuo de los materiales. Desde el punto de vista del ecosistema, se distinguen dos componentes bióticos; aquel que es capaz de captar energía luminosa y utilizarla para elaborar alimento, mediante síntesis, a partir de sustancias inorgánicas denominado componente autotrófico, y el que degrada, asimila y desintegra las sustancias orgánicas requeridas en los procesos vitales, llamado componente heterotrofico, que emplea las sustancias elaboradas por los autótrofos.

De una u otra manera los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos, y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelvan al suelo, al gua o al aire para cerrar el ciclo. En este mismo sentido la materia se recicla -- en un ciclo cerrado -- y la energía pasa -- fluye---generando organización al sistema.

La identificación de un ecosistema se hace con el propósito de descubrir las relaciones entre los elementos, más por el interés de explorar cómo son éstos. Para el estudio del ecosistema es indiferente, en cierta forma que el depredador sea un león o un tiburón. La función que cumplen dichos elementos en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales es similar, y es lo que interesa en ecología. Ahora bien, como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso, es tan importante identificar las relaciones que se establecen, las cuales son:

1.- ALIMENTARIAS

2.- LOS CICLOS DE LA MATERIA

3.- FLUJOS DE ENERGÍA.

2.2 Flujo de energía.

El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede-reutilizarse.

La energía es la capacidad de realizar un trabajo y la describen las dos leyes de la termodinámica:

Primera ley dice que la energía puede transformarse de una clase en otra, pero no puede destruirse.

Por ejemplo, la energía de la luz se transforma en materia orgánica, que a su vez se transforma en calor y luz; el calor se puede transformar en energía de movimiento; ésta en luz, y así sucesivamente.

Segunda ley dice que al pasar de una forma de energía a otra hay pérdida de energía.

Esto se deduce que un ecosistema no puede ser autoabastecido de energía en el corto plazo y que todos los procesos naturales son irreversibles en cuanto al flujo de energía y que el flujo de energía sigue una sola dirección.

El flujo de energía es aprovechado por los productores primarios u organismos compuestos orgánicos que, a su vez, utilizarán los consumidores primarios o herbívoros, de los cuales se alimentarán los consumidores secundarios o carnívoros.

De los cadáveres de todos los grupos, los descomponedores podrán obtener la energía para lograr subsistir. De esta forma se obtendrá un flujo de energía unidireccional en el cual la energía pasa de un nivel a otro en un solo sentido y siempre con una pérdida en forma de calor.

Los diferentes niveles que se establecen (organismos fotosintéticos, herbívoros, carnívoros y descomponedores) reciben el nombre de niveles tróficos.

En los ecosistemas acuáticos en cada paso se pierde el 90% de la energía, y solo queda el 10% para el siguiente nivel trófico. En los terrestres el porcentaje que llega es aún menor.

2.3 Ciclos biogeoquímicos.

En los ecosistemas las sustancias circulan entre los organismos y el medio ambiente, por lo que se les denomina ciclos. Estos ciclos se les conocen como biogeoquímicos, por pasar por los seres vivos, el suelo y estar sujetos a reacciones químicas con uso y liberación de energía.

En los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos: la biótica y la abiótica.

La parte biótica: Comprende todo lo vivo, son sustancias inorgánicas en el organismo.

El organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir se descomponen yson devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados.

La parte abiótica: Son los que carecen de vida y se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, presión atmosférica, energía, viento, sustrato, sales, fuego, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (fósforo y nitrógeno.

Tipos de Ciclos Biogeoquímicos.

1.- Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos son generalmente reciclados mucho más lentamente que en el ciclo gaseoso, además el elemento se transforma de modo químico y con aportación biológica en un mismo lugar geográfico. Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con frecuencias de miles a millones de años. Ejemplos de este tipo de ciclos son el FÓSFORO y el AZUFRE.

2.- Gaseoso: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días. Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO.

3.- El Ciclo HIDROLÓGICO: el agua circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos vivos, este ciclo además distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta

Relación de las industrias del proceso y el medio:

Una industria y su medio están involucradas en un sistema, ambos subsistema interrelacionan para formar un único sistema. En esta relación se establece un contacto íntimo que tiene tanto entradas como salidas en ambos subsistemas.

La industria del proceso se abastecerá pues del medio así como el medio recibirá las salidas de la industria, tanto productos, como desechos.

Pero la industria como acto humano, produce desechos que alteran el medio que le rodea (emisión de SO2, SO3, NO2, NO, CO, CO2, etc). Si bien se consideran desechos, la naturaleza tiene la capacidad de eliminarlos en concentraciones razonables, pero cuando se afecta el equilibrio ecológico drásticamente el desecho pasa a ser contaminante. Otras veces el proceso es a la inversa, podemos llegar a agotar o desvirtuar los nutrientes que permiten y mantienen las cadenas tróficas y la vida. Se puede entonces acabar con el flujo correcto de biomasa, y eliminar seres vivos.

2.4 Biodiversidad, Desde genes hasta ecosistemas.

• La biodiversidad es la totalidad de los genes, las especies y los ecosistemas de una región.

• Por "biodiversidad" o "diversidad biológica" se entiende la variabilidad de la vida en todas sus formas, niveles y combinaciones.

La biodiversidad puede dividirse en tres categorías jerarquizadas--los genes, las especies, y los ecosistemas--que describen muy diferentes aspectos de los sistemas vivientes y que los científicos miden de diferentes maneras:

Diversidad genética:

Por diversidad genética se entiende la variación de los genes dentro de especies. Esto abarca poblaciones determinadas de las misma especie

...