Conceptes clau en ecologia: producció, piràmides i bioacumulació
Temps de renovació i eficiència
El temps de renovació és el període que tarda en renovar-se un nivell o ecosistema. Es mesura en dies, anys... Temps de renovació = biomassa / Producció neta (Pn).
La eficiència representa el rendiment d'un nivell tròfic o sistema. Es calcula amb les entrades i sortides. Es pot valorar des de diferents punts de vista:
- L'eficiència del productor: energia assimilada / energia incident.
- La quantitat d'energia incorporada en cada nivell respecte del total assimilat: Pn / Producció bruta (Pb).
- La rendibilitat dels consumidors: Pn / aliment total ingerit.
L'eficiència ecològica és la fracció en Pn d'un nivell tròfic que es converteix en Pn del següent nivell. (Pn / Pn del nivell anterior) * 100
Bioacumulació
La bioacumulació és un problema ambiental a causa de l'acumulació de substàncies tòxiques en organismes vius, en concentracions superiors a les registrades en el medi ambient. Ocorre quan les substàncies no poden ser descompostes ni excretades. Es mesura amb el factor de bioconcentració: relació entre les concentracions de l'organisme i l'aire o aigua que l'envolta. Les principals substàncies bioacumulables són DDT, composts de mercuri, composts organofosfats, triòxid d'antimoni...
Piràmides Ecològiques
Les piràmides ecològiques són imatges de barres superposades en forma de piràmides que tenen una altura constant i longitud proporcional al paràmetre mesurat: energia acumulada, biomassa i nombre d'individus. Hi ha diferents tipus:
- Piràmide energètica: representa el contingut energètic de cada nivell. Segueixen la regla del 10%. S'expressen en: kJ/m2, kcal/m2.
- Piràmide de biomassa: representa la biomassa. (Posar dibuix piràmide acumulada a cada nivell). En sistemes aquàtics la base pot ser més petita que el següent escaló (piràmides invertides).
- Piràmide de nombres: representa el nombre d'individus a cada nivell.
Producció Primària
Llei del mínim: El creixement d'una espècie vegetal es veu limitat per un únic element que es troba en quantitat inferior a la mínima necessària i que actua com a factor limitant. Els factors limitants de la producció primària: humitat, temperatura (augment temperatura decreix producció primària per la desnaturalització d'enzims fotosintètics RuBisCO), falta de nutrients i absència de llum.
Activitat de l'enzim RuBisCO
Si la concentració dels gasos CO2 i O2 és normal (21% O2 i 0,03% CO2) l'enzim actua facilitant la incorporació de CO2, procés de fotosíntesi, es produeix matèria orgànica (glucosa) i es desprèn oxigen.
Si la concentració dels gasos O2 és superior al 21% o la del CO2 és menor al 0,03% l'enzim enlenteix la fotosíntesi, perquè s'indueix un altre procés semblant a la respiració (fotorespiració), es consumeix oxigen i es desprèn CO2. Aquest procés segueix fins que els nivells dels dos gasos permetin seguir amb la fotosíntesi. Aquest procés disminueix l'eficiència fotosintètica i la de producció de matèria orgànica entre un 30% - 50%.
Segons tingui lloc un o altre procés (fotosíntesi i fotorespiració):
- Plantes C3 (el primer compost sintetitzat de la fotosíntesi és el 3C). En sequera per evitar pèrdues d'aigua, tanquen estomes, si fan fotosíntesi (disminueix entrada de CO2 i augment d'O2 al seu interior). Per tant, comença la fotorespiració, i es redueix l'eficiència fotosintètica. Blat, arròs, soja, cotó... 10-30 t/ha·any.
- Plantes C4 (el primer compost sintetitzat de la fotosíntesi és el 4C). Encara que la concentració de CO2 sigui reduïda, tenen un mecanisme de bombament i són capaces d'incorporar-lo de l'atmosfera, acumular-lo en l'interior de les fulles i evitant la fotorespiració. Degut a això la seva producció de matèria orgànica és major. Blat de moro, canya de sucre... Productivitat 60-80 t/ha·any.