Ecosistemes, Biodiversitat i Gestió de Residus: Guia Completa

L'Ecosistema i la seva Autoregulació

ECOSISTEMA: Sistema format per la interacció entre una biocenosi o comunitat i uns factors físics del medi. A partir de les relacions tròfiques que lliguen la biocenosi, es podia modelar un sistema d'autoregulació. Ecosistema model: És tancat per a la matèria i obert per a l'energia (E), sent capaç d'autoregular-se i romandre en equilibri dinàmic al llarg del temps.

AUTOREGULACIÓ DE L'ECOSISTEMA: Els factors físics del medi, com les característiques del sòl, l'aigua, de la llum i del clima, formen el biòtop, mentre que la població és el conjunt d'individus de la mateixa espècie que viuen en un lloc determinat. La biocenosi o comunitat d'un ecosistema està formada per totes les poblacions d'animals, plantes i altres organismes existents. A partir de les relacions tròfiques, podem modelar un ecosistema autoregulat: un aquari reomplert amb aigua de xarxa en la qual existeixen els nutrients necessaris i que exposem a la llum del sol i destapat, és un model de caixa negra tancat.

Una cadena d'eslabons (productors, herbívors, carnívors i bacteris) que s'enllacen mitjançant bucles de realimentació negativa, donen estabilitat al sistema. Si només existís la població d'algues, aquestes creixerian fins que alguns dels seus nutrients compressin a escassejar, constituint el factor limitant que provocaria la seva extinció. Els herbívors ho eviten regulant el creixement de la població d'algues, rejovenint la població i enriquint el medi, realimentant positivament a la població d'algues a partir del bucle establert amb elles i els descomponedors.

Autoregulació de la Població

AUTOREGULACIÓ DE LA POBLACIÓ: La resistència ambiental ve marcada per un conjunt de factors que impedeixen que una població assoleixi el seu màxim potencial biòtic. Poden ser:

• Factors externs: Poden ser biòtics (presència de depredadors, paràsits que provoquen malalties) i abiòtics (canvis de clima, escassetat d'aliments, catàstrofes).
• Interns: Augment de la densitat de població (nombre d'individus per unitat de superfície o de volum) que afecta negativament als hàbits reproductors.

A causa de la resistència ambiental s'estableixen dos bucles de realimentació negativa que afecten el potencial biòtic i exerceixen un control sobre el nombre d'individus d'una població. En funció de les diferències quant als valors del potencial biòtic, hi ha dues estratègies de reproducció:

• r-estratègues: Individus amb potencial biòtic elevat (taxa de natalitat alta), moltes cries que no reben atenció, abandonades a la sort i sobreviuen poques (alta taxa de mortalitat) i aconsegueixen arribar a l'edat adulta, per la qual cosa la mida de la població es manté estacionària. Aprofiten la mínima millora de les condicions per a produir el major nombre d'individus en el menor temps possible i així compensar les grans pèrdues que hi haurà quan canviïn les condicions; per això se'ls anomena oportunistes. Exemples: peixos, insectes.
• K-estratègues: Posseeixen menor taxa de natalitat i tenen poques cries. La taxa de mortalitat és menor perquè reben atencions i la majoria aconsegueix l'edat adulta; són especialistes. Exemples: mamífers, alzines.

València Ecològica

VALÈNCIA ECOLÒGICA: Camp o interval de tolerància d'una espècie respecte a un factor qualsevol del medi (llum, temperatura, humitat) que actua com a factor limitant. Des del punt de vista de l'amplitud de la valència ecològica podem considerar dos tipus d'espècies diferents:

• Eurioiques: Aquelles poc exigents respecte als valors obtinguts per un determinat factor, és a dir, posseeixen gran amplitud de la valència ecològica. El nombre màxim d'individus no sol ser elevat. Solen ser r-estratègues, que són generalistes i més tolerants a les variacions de les condicions del medi.
• Estenoiques: Són molt exigents respecte als valors aconseguits per un determinat factor, presenten límits de tolerància estrets. Solen ser K-estratègues, que són més especialistes i responen de manera més eficaç quan les condicions del medi li són pròpies.

Autoregulació de la Comunitat

AUTOREGULACIÓ DE LA COMUNITAT: Les poblacions no es troben aïllades en el medi en el qual habiten, sinó que es relacionen amb d'altres amb els quals comparteixen el territori, constituint una comunitat o biocenosi. La coexistència de poblacions diferents en un ecosistema genera una sèrie d'interaccions de les quals en depèn l'evolució simultània de totes. Aquestes interaccions actuen com a factors limitants biòtics.

• Riquesa específica: Nombre d'espècies diferents que la formen.
• Diversitat específica: Repartiment dels individus en les diferents poblacions, indica com està estructurada la comunitat (totes tenen algun individu, no hi ha molts zeros).
• Dominància: Nombre d'espècies dominants que hi ha, s'estimen per ser les que major nombre d'individus tenen (hi ha bastants individus amb nombres alts; és més equilibrada, més madura i amb més interaccions entre les seves poblacions que la comunitat 1).

Models d'Interacció i Nínxol Ecològic

Model depredador-presa (D-P): És estabilitzador, es basa en l'existència d'un bucle de realimentació negatiu (regulador). Presa -> + depredador -> - presa. Bucle tròfic ja que es tracta d'una relació de qui menja a qui. Espai de fases: el gràfic és circular i s'anomena cicle límit, ens permet observar i predir el nombre de depredadors en funció del nombre de preses i viceversa.

Parasitisme (P-H): Relació binària en la qual un individu, el paràsit, resulta beneficiat, i l'altre, l'hoste, és perjudicat. Dues classes: l'endoparasitisme, en el cas que el paràsit habiti dins de l'organisme hoste (exemple: distoma del fetge); i l'ectoparasitisme, en el cas que el paràsit sigui extern (exemple: puça). És similar al D-P, sempre que el paràsit i l'hoste hagin passat junt el temps suficient per a la seva coevolució, cas en el qual l'única diferència està en el fet que el depredador es manté del capital mentre que el paràsit ho fa dels interessos, per la qual cosa no l'interessa acabar amb la víctima.

Competència (C): Relació entre els individus d'una espècie o més que, com que utilitzen el mateix recurs (aliment o territori), no poden coexistir. Aquest tipus de relació es dona tant entre individus de la mateixa espècie, cas en el qual s'anomena intraespecífica (per exemple, pollancles molt junts les branques dels quals competeixen per la llum i les seves arrels per l'aigua i les sals minerals), com entre espècies diferents, i llavors s'anomena interespecífica (per exemple, les ovelles i cabres que conviuen en el mateix territori).

La competència intraespecífica serà més forta, ja que consisteix en la lluita per uns requeriments idèntics, on viuran els individus millor dotats. La competència interespecífica contribueix a l'organització dels ecosistemes perquè l'espècie millor adaptada aconseguirà l'objectiu desitjat, expulsant les altres. En el cas de la competència interespecífica es compleix el principi de Gause: dues espècies no poden ocupar simultàniament i de forma permanent un mateix nínxol ecològic.

Nínxol ecològic: Conjunt de circumstàncies, relacions amb l'ambient, connexions tròfiques i funcions ecològiques que defineixen el paper desenvolupat per una espècie a l'ecosistema.

• Nínxol potencial (ideal o fisiològic): Aquell que satisfà totes les necessitats d'una determinada espècie. Resulta impossible aïllar-lo en els ambients naturals, ja que és molt teòric. És fàcilment observable que hi ha una superioritat de pes i talla en els animals criats en captivitat en comparació dels salvatges.
• Nínxol ecològic (real): L'ocupat per una espècie en condicions naturals. En la natura, la competència fa que les espècies perdin part o la totalitat del seu nínxol quan hi ha solapament del nínxol entre unes i altres espècies. La guanyadora serà la millor adaptada.

Biodiversitat

BIODIVERSITAT: Riquesa o varietat de les espècies d'un ecosistema i l'abundància relativa dels individus de cada espècie. En comparar dos ecosistemes, serà més divers, no només el que té un nombre més gran, sinó també el que tingui un nombre major d'individus per espècie. Un ecosistema divers és més estable, a causa del gran nombre de relacions causals que s'estableixen entre les espècies. Les poc abundants també són importants perquè augmenten l'estabilitat. Si variaven les condicions ambientals i les espècies dominants s'extingissin, les rares, en desaparèixer la competència, podrien ampliar el seu nínxol.

Després de la conferència de Rio de Janeiro del 92, el terme biodiversitat s'engloba en tres conceptes:

1. Varietat d'espècies que hi ha a la Terra. És important tant la varietat d'espècies com la quantitat d'individus de cada espècie.
2. Diversitat d'ecosistemes en el nostre planeta. A la Terra hi ha una gran varietat d'ecosistemes terrestres i aquàtics.
3. Diversitat genètica: Els diferents gens que posseeixen els individus els permeten evolucionar, enriquir-se en l'encreuament i adaptar-se a les diferents condicions ambientals. Desconeixem el 87% de les espècies.

L'índex del planeta vivent del PNUMA és un indicador de pressió sobre el medi ambient; estima la taxa d'extinció del medi forestal en un 12%, en l'aigua dolça d'un 50% i dels oceans d'un 35%. En el 1988 Norman desenvolupa el concepte de punt calent de la biodiversitat, que és una àrea restringida que alberga una notable riquesa d'espècies endèmiques, natives i geològicament confinades com Madagascar.

Causes de la Sisena Extinció

Les causes principals són:

• Reducció i parcel·lació de l'hàbitat.
• Introducció d'espècies foranes.
• Sobreexplotació d'espècies.
• Contaminació.
• Calentament global.

Causes de la pèrdua de la biodiversitat: L'augment de la població, unit a l'increment de la quantitat de recursos naturals emprats per persona, constitueix el punt desencadenant del problema de la pèrdua de la biodiversitat, les causes de la qual es poden resumir en tres apartats:

1. La sobreexplotació: Desforestació amb finalitats fustaires, sobrepasturatge, caça i pesca abusiva, col·leccionisme i comerç il·legal d'espècies protegides.
2. Alteració i destrucció d'hàbitats: Per canvis en els usos del sòl (agricultura, ramaderia), les extraccions massives d'aigua, la fragmentació d'hàbitats naturals, per la construcció d'obres públiques (carreteres) a l'interior dels boscos, la contaminació de les aigües i l'aire, el canvi climàtic i els incendis forestals.
3. Introducció i substitució d'espècies: La introducció d'espècies foranes (d'altres ecosistemes diferents) i la substitució d'espècies naturals per d'altres obtingudes per selecció artificial (per exemple, la vintena de llavors miraculoses utilitzades en l'agricultura i la desena d'animals domèstics).

Mesures per a la pèrdua de biodiversitat:

• Establir una sèrie d'espais protegits: parcs nacionals, parcs naturals, reserves de la biosfera.
• Realitzar estudis sobre l'estat dels ecosistemes, com ara els indicadors PER (empremta ecològica).
• Decretar i respectar les lleis promulgades específicament per a la preservació de les espècies i dels ecosistemes.
• Creació de bancs de gens i llavors que garanteixin la supervivència de les espècies amenaçades fins que puguin ser utilitzades.
• El fonament de l'ecoturisme en el qual es valora la conservació de la naturalesa.

Successió i Maduresa Ecològica

SUCCESIÓ I MADURESA ECOLÒGICA: Successió ecològica: canvis produïts en els ecosistemes al llarg del temps. Maduresa ecològica: estat en el qual es troba un ecosistema en un moment donat del procés de successió ecològica que dona començament en uns estadis inicials i poc madurs en els quals una comunitat senzilla i poc exigent colonitza un territori sense explotar, i arriba fins a estadis més avançats i madurs de biocenosis més organitzades. L'últim nivell de complexitat rep el nom de comunitat clímax, que representa el grau de màxima maduresa, d'equilibri amb el medi, a què tendeixen tots els ecosistemes naturals. Els ecosistemes poden patir un procés invers a la successió per causes naturals (volcà) o provocades per l'ésser humà: la regressió.

Tipus de successions: Les successions que parteixen d'un terreny verge, com roques, dunes o illes volcàniques, s'anomenen successions primàries; les que tenen el seu començament en els llocs que han patit una pertorbació anterior que ha estat la causa d'una regressió, però que conserven principalment o totalment el sòl, són les successions secundàries, que solen ser més curtes i la seva longitud depèn de l'estat de conservació del sòl.

Regles generals en les successions: A mesura que transcorren les successions, es poden apreciar una sèrie de canvis en els ecosistemes:

• La diversitat augmenta: La comunitat clímax presenta una alta diversitat que implica l'existència d'un gran nombre d'espècies.
• L'estabilitat augmenta: Les relacions entre les espècies que integren la biocenosi són molt fortes, existeixen múltiples circuits i realimentacions que contribueixen a l'estabilitat del sistema.
• Canvi d'unes espècies per altres: Les espècies pioneres o oportunistes colonitzen de manera temporal els territoris no explotats. Es passa de manera gradual de les espècies r-estratègues, adaptades a qualsevol ambient, a espècies K-estratègues, més exigents i especialistes.
• Augment en el nombre de nínxols: Aquest increment és el resultat de l'establiment de relacions de competència; les espècies r són expulsades per les K, que ocupen els seus nínxols. El resultat final és una espècie per a cada nínxol i un augment del nombre total.
• Evolució dels paràmetres tròfics: La productivitat decreix amb la maduresa. Margalef afirma que la comunitat clímax és l'estat de màxima biomassa i mínima taxa de renovació.

Zones de frontera o ecotò: zona que està en contacte entre dos ecosistemes limítrofs, presenta gran biodiversitat, ja que en ella conviven poblacions que pertanyen als dos ecosistemes; a més, algunes poden pertanyer a altres etapes successionals, ja que en estar més allunyades han tardat més a formar-se. Si es produeix un esdeveniment que destrueixi l'ecosistema però no part de l'ecotò, la zona pot regenerar-se abans.

Regressions provocades per la humanitat:

• Desforestació.
• Incendis forestals.
• Introducció de noves espècies.

Principals Biomes Terrestres

PRINCIPALS BIOMES TERRESTRES: S'observa l'existència d'un cinturó arbori al voltant de la zona equatorial, denominat la selva tropical, que es troba subdividida fonamentalment en humida, de fulla caduca i sabana. A mesura que avancem en latitud, trobem el bosc esclerofil·le (alzines), que ocupa l'àrea mediterrània; posteriorment, el bosc caducifoli, format majoritàriament per fagàcies (roure i faig); el bosc de coníferes o taiga substitueix el precedent a majors latituds i altituds; aproximadament per damunt del cercle polar àrtic i en les cimeres muntanyoses s'estén la tundra, constituïda per molses i líquens.

Biomes terrestres detallats:

• Tundra: Situació i clima: zones properes als pols, on els hiverns són molt freds. Vegetació: molses, líquens i algunes hierbes i arbustos amb arrels poc profundes (sòl sempre gelat). En estius, amb el desgel, apareixen xarques i praderies anuals. Fauna: bueis mesquers, rens, alces, guineus àrtiques, perdius nivals.
• Taiga: Situació i clima: zones de clima temperat-fred, amb hiverns freds i estius templats i humits. Vegetació: els boscos estan formats per coníferes (pins, avets), arbres amb fulles en forma d'agulla, adaptats a temperatures hivernals. Fauna: alces, esquirols, llebres i guineus.
• Bosc caducifoli: Situació i clima: regions amb clima plujós, amb estius càlids i hiverns freds però més templats que els anteriors. Vegetació: predominen els arbres com les faigues, els roures, els àlbers i els castanyers. Entre ells creixen arbustos com la sarça. Fauna: cérvols, llops, àguiles reials, lirons, senglars. A l'hivern, el bosc canvia molt: les plantes es desprenen de les fulles, les aus emigren a zones més càlides, els rèptils paralitzen la seva activitat i els ossos hibernen.
• Bosc mediterrani: Situació i clima: zones d'hivern freds però suaus i estius calurosos, amb poques precipitacions. Vegetació: arbres (alzina, surera i pollancre/roure de fulla petita). Arbustos (coscoja, lentiscle, arboç i plantes aromàtiques com romaní, timó, espígol). Fauna: llangardaixos, conills, llebres, talpons, senglars, guineus, genetes, gamos, àguiles imperials.
• Praderies i estepes: Situació i clima: ocupen àmplies zones de l'interior dels continents. Clima temperat i precipitacions variables. Vegetació: plantes predominants herbes, tot i que existeixen alguns arbres i arbustos dispersos. Fauna: a les praderies nord-americanes abunden bisontes i gossos de praderia. A les estepes eurasiàtiques, aus com l'avitarda.
• Sabana: Situació i clima: ecosistema propi d'Àfrica, tot i que n'hi ha de similars a Amèrica i Àsia. En zones tropicals càlides, amb dues estacions: plujosa (curta) i seca. Vegetació: predominen les herbes, de gran altura, i arbres dispersos (baobabs i acàcies). Fauna: zebres, gaseles, girafes, nyus, estruços, lleons, búfals.
• Desert: Situació i clima: en zones amb precipitacions molt escasses i temperatures amb grans variacions entre el dia i la nit. Vegetació: escassa i adaptada a l'escasez d'aigua. Destaquen els cactus (Amèrica) i les palmeres i les chumberas (Àfrica i Àsia). Fauna: coiot, puma, serp de cascabel (Amèrica), dromedari, cobra (Àfrica).
• Selva tropical: Situació i clima: en regions pròximes a l'equador. Pluges molt abundants, temperatures càlides. Vegetació: molt densa i rica en espècies. Destaquen els arbres que assoleixen gran grandària. Sota ells creix una maraña de plantes. Fauna: mico aullador, peresós, jaguar, tucà (Amèrica); gorila, ximpanzé, lleopard (Àfrica); orangutan, tigre (Àsia).

Residus i Gestió de Residus

RESIDUS: Reciclar, reutilitzar, reduir. Residu: Tot material resultant d'un procés de fabricació, transformació, utilització, consum o neteja i que sigui destinat a l'abandó. Els residus produïts pels humans —compte— s'acumulen i generen impactes ambientals.

Gestió dels residus: Inclou tots els mecanismes de recollida, les tècniques d'eliminació i tractament dels restes generades i l'emmagatzematge dels residus especials en llocs adequats i segurs.

Tipus de residus:

• Origen primari: Tipus: agrícola, ramader, forestal. Classes: conreus, fems/purins, aclarides. Components: tiges, fulles, serradures, escaire.
• Origen secundari (industrials): Inerts, asimilables a urbans, tòxics i perillosos. Components: ferralla, vidres, plàstics, papers. Radioactius: alta activitat, mitjana-baixa activitat. Components: restes de minerals d'urani, restes que contenen radionúclids.
• Sector terciari: Sòlids urbans. Classes: domiciliaris, voluminosos, comercials, construcció i demolició. Components: paper, matèria orgànica, restes de mobles, envasos, bosses, totxos, fusta. Sanitaris: classes (asimilables a urbans, bioperillosos, quimicosanitaris perillosos, residus radioactius, restes anatòmiques). Components: papers, restes de menjar, productes contaminants, xeringues, gasos, benes.