I.- LA DINÁMICA DE SISTEMAS EN ECOLOGÍA
1- LA ECOLOGÍA DE SISTEMAS. Los niveles de organización de la Ecología. Holísmo y reduccionismo. Propiedades emergentes. La ecología de sistemas.
2- EL CONCEPTO DE ECOSISTEMA. ¿Qué es un ecosistema? Las aportaciones de Clements, Phillips, Tansley y Lindeman. ¿Qué es un sistema? Los sistemas en la naturaleza. Sistemas ecológicos. Mecanismos y contexto. Las fronteras del ecosistema. Identificación y delimitación de sistemas. Tamaños de ecosistemas.
3-MODELOS EN ECOLOGÍA. ¿Qué es un modelo? Los modelos como parte del método científico. La necesidad de un enfoque cuantitativo: 1) Contando pelotas de ping-pong; 2) ¿Cuánto se pesca en España? Aplicaciones y limitaciones de los modelos en Ecología: Modelo de régimen de incendios sobre superficies homogéneas.
4- ANÁLISIS ENERGÉTICO DE LOS ECOSISTEMAS. La ecología energética de los hermanos Odum. Leyes de la física que gobiernan el ecosistema. Medida del valor energético de almacenes y flujos. Degradación de la materia. Sistemas disipativos y autoorganización. Energía endo y exosomática. Los diagramas simbólicos de Odum. El balance energético: eficiencia, calidad y concentración de la energía. Longitud de las cadenas tróficas. Comparación entre sistemas.
5- ANÁLISIS FUNCIONAL DEL ECOSISTEMA. Los controles sobre los procesos del ecosistema. El entorno y las fronteras del ecosistema. Los procesos del ecosistema. Factores de estado: Estructura y funcionamiento. Controles interactivos: Factores externos y controles internos. Flujos y fuentes. Características del recurso y su aprovechamiento en el sistema: Recursos renovables y no renovables. Fuentes de suministro ilimitado y limitado. El equilibrio dinámico
6- LA DINÁMICA DE SISTEMAS EN ECOLOGÍA. Componentes del sistema. Estructura y comportamiento del sistema. Descripción dinámica versus estática. Relaciones de influencia simples. Diagramas causales. Tiempo de respuesta y retardos. Los Diagramas de Flujo de Forrester. Evolución temporal de las variables: trayectorias tipo. Indicadores del comportamiento y Sostenibilidad. Jerarquía y complejidad de sistemas.
7- CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DINÁMICOS. Tipos de modelos. Construcción de un modelo: Programación, Calibración, Análisis de sensibilidad, Verificación y Validación. Simulaciones.
II.- EL ENTORNO DEL ECOSISTEMA
8- EL SISTEMA CLIMÁTICO TERRESTRE COMO FACTOR ESTRUCTURADOR. La radiación solar. El sistema de la circulación atmosférica y oceánica. Patrones de variaciones climáticas a gran escala. Microclimas. Efectos del relieve y usos del suelo sobre el clima. Variabilidad temporal y espacial del clima. Patrones de variaciones climáticas a gran escala.
9- BALANCES DE ENERGÍA. Flujos y balance energético de la superficie terrestre: Radiación solar, Balance de radiación en el ecosistema, Repartición de energía, Variación estacional de energía.
10- LOS SUELOS COMO SOPORTE Y FACTOR DE CONTROL EN EL ECOSISTEMA. Propiedades del suelo y funcionamiento del ecosistema. La formación de los suelos: El material parental, clima, topografía, tiempo, y biota. El suelo como almacén de recursos. Los modelos de erosión.
11- ECOHIDROLOGÍA Y BALANCES HÍDRICOS. Flujos y balance de agua del ecosistema. Entradas y salidas de agua en el ecosistema: Precipitación, Evaporación, Transpiración y Escorrentía. El papel del agua como factor de control de la estructura del ecosistema.
12- PRINCIPALES RASGOS ESTRUCTURALES DE LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES. Biomas tropicales: Bosque tropical lluvioso y seco, y sabanas. Biomas secos y templados: Desierto, Bosque y matorral mediterráneo, Praderas y Bosques templados. Biomas fríos: Bosque boreal, Tundra y Las montañas.
13- ESTRUCTURA Y CONDICIONES PARA LA VIDA EN LOS SISTEMAS ACUÁTICOS. El ciclo hidrológico. Condiciones en el medio acuático, biología e influencia humana. Los océanos y aguas superficiales. Costas marinas, estuarios, marismas y manglares. Ríos, arroyos y lagos.
III.- LOS PROCESOS DEL ECOSISTEMA Y SUS MECANISMOS
14- LA PRODUCCIÓN PRIMARIA EN LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES Y ACUÁTICOS. Compartimentos y flujos de materia y energía. Biomasa, Producción y Respiración. Balance de carbono y producción neta en el ecosistema. Controles fisiológicos y ambientales de la PPN: Ciclos diurnos y estacionales. La distribución de la PPN frente a múltiples recursos. Patrones de producción primaria. Distribución global de biomasa y PPN: Diferencias entre Biomas.
15- LA PRODUCCIÓN SECUNDARIA. Tipo de Alimentación y Eficiencias de Producción secundaria: Transferencia y disipación de energía. El metabolismo animal: Ley de Kleiber. Los Flujos de energía entre niveles tróficos. Cadenas, pirámides y redes tróficas. Eficiencias ecológicas. La alteración de redes tróficas. Cuantificación del crecimiento.
16- LA DESCOMPOSICIÓN EN LOS ECOSISTEMAS. La materia orgánica del suelo. Reciclado de materia. El lavado y fragmentación de hojarasca. Los descomponedores: hongos, bacterias y animales del suelo. Variación temporal y espacial. Velocidad de la descomposición: Modelo de Olson. Factores que regulan su acción: temperatura, humedad, propiedades del suelo, cantidad y calidad del material. Descomposición a escala de ecosistema.
17- LA ESTRUCTURA TRÓFICA DEL ECOSISTEMA. Sistemas tróficos basados en las plantas. Eficiencias ecológicas y cascadas tróficas. Patrones estacionales. Transferencia de nutrientes. Sistemas tróficos basados en los detritos. Redes integradas de alimentación. Mezcla de cadenas de alimentación basadas en plantas y detritos.
18- FUNCIONAMIENTO DE ECOSISTEMAS AGRÍCOLAS Y URBANOS. Los Agro-ecosistemas. Balances de agua, nutrientes y energía. Tipos. La agricultura sostenible. Ecosistemas urbanos. Estructura. Balances de energía y materiales. Futuros modelos urbanos
BIBLIOGRAFIA
Básica principal
MOLLES, M.C. 2008. Ecología. Conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill. Interamericana.
CHAPIN III, F.S., MATSON, P.A., and MOONEY, H.A. 2002. Principles of terrestrial ecosystems ecology. Springer-Verlag. NY.
PIÑOL, J. y MARTINEZ-VILALTA, J. 2006. Ecología con números. Una introducción a la ecología con problemas y ejercicios de simulación. Lynx Edicions. Bellaterra. Barcelona
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