Los Precursores de la ecología (página 6)

En una montaña dada, llegan a presentarse cuatro o cinco biomas principales con muchas subdivisiones zonales. En consechuencia, hay un contacto más estrecho entre los biomas y ocurre un mayor intercambio de biota entre ellos que en las regiones no montañosas. Por otro lado, las comunidades semejantes están más aisladas en las montañas, puesto que es muy raro que las pendientes sean continuas.

Clima. El clima montano es muy variable, dependiendo de la latitud y de la altitud. Los climas son siempre más frescos a medida que aumenta la elevación y usualmente son más húmedos que los ambientes del llano en la misma región; hay un aumento en la cobertura nubosa, especialmente a partir del rango de 1,000 – 2,000 metros. A mayores elevaciones, el clima es más frío pero usualmente más seco que a elevaciones medias. El clima puede ser extremadamente severo a elevaciones muy altas, con nieve e hielo permanentes y muy poca vida.

Suelos. Los suelos de montaña son muy variables, dependiendo de la roca madre que, en las mayores elevaciones, frecuentemente está expuesta. Los suelos de montañas templadas tienden a ser podzoles, como en la taiga, mientras que en los trópicos tienden a ser latosoles, como en el bosque pluvial tropical. Los suelos alpinos, en todas las elevaciones, pueden ser similares a los de la tundra ártica.

Vegetación. Siempre hay cambios en la vegetación (con frecuencia en zonas discretas) a medida que se sube la montaña. En algunos casos, estas zonas pueden ser similares (aún con las mismas especies de plantas y animales) a zonas comparables a menores elevaciones pero a mayor latitud. Por ejemplo, la zona de tundra es la más alta (alpina) así como es la que está más alejado del ecuador (ártico), y en las cimas de montañas tropicales se pueden encontrar plantas árticas. Al ascender más alto en las mayores montañas, se alcanza los límites superiores de los bosques, los árboles y de la vida vegetal, uno detrás de otro a mayores elevaciones sucesivas.

Diversidad. Generalmente, la diversidad disminuye con la elevación, de la misma manera que sucede con la latitud. La sustitución altitudinal con el cambio de elevación promueve una diversidad moderada en la mayoría de las áreas montañosas. La flora y fauna en las regiones montañosas templadas usualmente se derivan de la biota que se encuentra en el llano más al norte, mientras que en las montañas tropicales usualmente derivan de las zonas bajas tropicales adyacentes; así que hay unas convergencias interesantes entre especies no relacionadas, unas tropicales y otras alpinas templadas. Algunos grupos importantes de plantas en los trópicos son los helechos arborescentes y las Campanulaceae, mientras que las Saxifragaceae se encuentran en la zona templada; las coníferas y las Ericaceae se encuentran en ambas regiones. Algunos animales importantes son las ovejas y cabras, bien adaptadas a terrenos escabrosos, y las aves de presa, con buenas condiciones de vuelo y abundante presa de mamíferos pequeños.

Adaptaciones Vegetales. Las adaptaciones de las plantas a la montaña están muy relacionadas con el tipo general de vegetación: desierto árido, tundra alpina, bosque de coníferas, etc. Algunas laderas son tan inclinadas que carecen de suelo y solamente se encuentran plantas que viven sobre rocas, con sus adaptaciones. Los líquenes pueden establecerse sobre rocas desnudas debido a que su cuerpo fúngico disuelve la superficie de la roca y sus algas producen nutrientes por medio de la fotosíntesis. Es frecuente encontrar gigantismo en las plantas herbáceas (debido a poliploidía, lo que quizás sea una influencia de la alta intensidad de los rayos ultravioleta en estas altitudes). Por el contrario, los individuos de muchas especies que se encuentran en diferentes altitudes tienden a ser más pequeños en altas elevaciones como adaptación a condiciones más rudas. Hay mucha convergencia en plantas tropicales alpinas, con hojas plateadas (para reflejar la intensa luz solar), peludas (para evitar la desecación) y con forma de espada en rosetas e inflorescencias altas como espigas para atraer a los animales polinizadores desde largas distancias.

Adaptaciones Animales. Están enfatizadas las adaptaciones que permitan tratar con la extrema variación de temperatura, como en las latitudes altas. Además, son muy apropiadas las adaptaciones a la fisiografía rugosa de muchas áreas montañosas, en particular para la locomoción (por ejemplo, pezuñas con centros esponjosos para adherirse a las rocas, uñas afiladas para trepar, alas anchas para aprovechar las corrientes ascendentes) y para vivir en pilas de rocas. En los insectos de las altas montañas tropicales también se han desarrollado formas sin alas, probablemente por las mismas razones que en las islas, para evitar ser arrastrados y ser alejados de estos ambientes de "isla".

Efectos Humanos. Las asociaciones vegetales de &aacue;reas montañosas han sido, generalmente, menos alteradas que las equivalentes en áreas bajas debido a la relativa dificultad de acceso a las mayores elevaciones para los humanos. Sin embargo, los bosques nublados tropicales y los bosques templados de coníferas están siendo extensivamente aprovechados para madera, con frecuencia en lugares con una alta pendiente, usando tecnología moderna. La agricultura migratoria en los trópicos y los agronegrocios en la zona templada han incursionados en las laderas montañosas, aún en lugares muy escarpados, en busqueda de suelos agrícolas.

Biomas marinos

A pesar de que la zonación en latitud de los biomas se presenta como algo claramente definido cuando se estudia su distribución sobre la superficie de los continentes e islas, no ocurre lo mismo con lo que respecta al estudio de la hidrosfera.

A causa de la isotropía del medio acuático, los factores físico-químicos varían mucho menos y de forma más lenta que en el medio terrestre. Los fenómenos de convección y difusión de sustancias solubles, junto con las corrientes marinas, aseguran una cierta uniformización de los factores abióticos, lo que limita el número de hábitats posibles y hace difícil la distinción de biomas. Los oceanógrafos no utilizan desde luego este término. Las variaciones climáticas tienen menor amplitud en la hidrosfera que en los ecosistemas terrestres, lo que también hace aleatoria la existencia de una zonación neta en latitud de las biomasas de las diversas comunidades oceánicas.

Tan sólo algunas biocenosis presentan zonación latitudinal. Este es el caso de los arrecifes de coral para cuyo desarrollo se necesitan temperaturas altas en el agua, superiores a los 20º C, lo que justifica la estricta localización de las madréporas en la zona intertropical. También las biocenosis circumpolares están localizadas en latitud y caracterizadas por especies adaptadas a las aguas frías.

Realmente, al mismo nivel que la luminosidad y más todavía que el de la temperatura, la concentración en fosfatos y nitratos del agua marina, constituyen un factor limitante primordial para el desarrollo de las biocenosis oceánicas. Esto ocurre también en los ecosistemas lacustres: estanques, lagos, etc. El papel esencial que estos elementos minerales juegan puede intiurse sin más que citar el suceso, aparentemente paradójico, de que los mares árcticos y antárcticos, a pesar de sus bajas temperaturas, tienen las biomasas más elevadas entre las que pueden encontrarse en la hidrosfera. La explicación es bien simple: la fusión del hielo en primavera engendra corrientes de superficie que provocan indirectamente la ascensión de aguas profundas cargadas de bioelementos. Como resultado inmediato se produce una increíble proliferación fitoplanctónica desde los primeros momentos de la estación favorable, y junto con ella la aparición de numerosos vertebrados e invertebrados atraídos por las óptimas condiciones creadas para su nutrición.

En términos generales, las mayores concentraciones de materia viva y las biocenosis más ricas se encuentran al nivel de la plataforma continental cualquiera que sea su latitud. Estas zonas están siempre próximas a la desembocadura de los ríos que descargan en ellas los nutrientes y sedimentos extraídos y transportados, lo que implica un importante flujo de fósforo y nitrógeno. Por eso no es sorprendente el que los estuarios y marismas se encuentren, junto con las aguas litorales polares y los arrecifes de coral, entre las regiones oceánicas de mayor biomasa.

Por el contrario, las aguas azules tropicales, muy pobres en bioelementos, son casi desérticas y albergan una débil biomasa, a pesar de la considerable diversidad de sus biocenosis.

Zonación en altitud

En función de la altitud, la zonación de la biosfera está todavía más definida que en latitud. Desde el fondo de las profundidades oceánicas hasta la cima de las más altas montañas, presenta una sucesión de medios muy diferentes.

El dominio oceánico se extiende desde las fosas más profundas (aproximadamente 11,000 m) hasta la cota 0 (superficie de los mares). La profundidad media es de 3,800 metros. La existencia de una plataforma continental, delimitada por una brusca ruptura de la pendiente (talud continental) situada hacia los -200 metros permite distinguir: una provincia nerítica, con concentraciones en bioelementos muy variables según los aportes fluviales y otros factores, y una provincia oceánica, más alejada de las costas, con aguas de gran constancia fisioquímica y con profundidades por encima de los 200 metros. Esta última ocupa una superficie igual a los 9/10 de la oceánica total.

Más importante es todavía la distinción entre zonas eufótica y disfótica:

La zona eufótica corresponde a la región en la que penetra la luz y en la que por consiguiente es posible la fotosíntesis. Todos los organismos autótrofos (algas y fitoplancton) se concentran en estas aguas que no sobrepasan generalmente los 100 metros de profundidad, tanto en los océanos como en los lagos continentales más transparentes. Tan sólo pues una pequeña capa superficial es responsable de toda la producción primaria del medio acuático.

La zona disfótica, que se extiende por debajo de los 100 metros está caracterizada por una permanente oscuridad y desprovista por tanto de organismos autótrofos. Los heterótrofos – principalmente invertebrados – se nutren a expensas de la materia orgánica sintetizada por los productores de las capas superficiales, que alcanza estas profundidades en forma de cadáveres y restos de la excreción de los organismos de la zona eufótica, en perpetua sedimentación hacia los fondos abisales.

La zonación vertical de las biocenosis terrestres aparece muy netamente en las regiones continentales de relieve acusado. Desde muchos puntos de vista, la distribución en altitud de las comunidades ecológicas es muy parecida a la distribución latitudinal de los principales biomas. La extensión vertical máxima de la biosfera se alcanza en las regiones ecuatoriales y disminuye progresivamente hasta el nivel del mar en las zonas polares.

El límite superior de los vegetales fotosintéticos está situado entorno a los 6,000 metros de altitud. Por encima de este nival entramos en la región de nieves eternas. Para los humanos, el límite superior de su hábitat se sitúa en la región de las praderas alpinas, a 5,200 metros de altura (en los Andes). La pradera alpina es una tundra de montaña, desprovista de árboles; está ocupada por hierbas o sufrútices (=plantas semejantes a arbustos, generalmente pequeñas y solo lignificadas en la base) de porte almohadillado. Las especies vegetales que allí se establecen están adaptadas a las particulares condiciones climáticas reinantes (gran insolación, variaciones térmicas de marcada amplitud, menor presión atmosférica, etc.).

El límite superior de los bosques se encuentra a 4,500 metros, aunque realmente éstos raramente superan los 4,000 metros, incluso en las regiones ecuatoriales. La actividad agrícola tampoco es posible por encima de los 4,500 metros, ni siquiera en las zonas tropicales. La altitud media de los continentes – 875 m – corresponde pues con la zona de desarrollo óptimo de bosques, praderas y cultivos, ecosistemas éstos de importancia relativa en función de la región considerada.

Energía en los ecosistemas

Papel de los Organismos

Los organismos puede ser productores o consumidores en cuanto al flujo de energía a través de un ecosistema. Los productores convierten la energía ambiental en enlaces de carbono, como los encontrados en el azúcar glusoca. Los ejemplos más destacados de productores son las plantas; ellas usan, por medio de la fotosíntesis, la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar). Las algas y las cianobacterias también son productores fotosintetizadores, como las plantas. Otros productores son las bacterias que viven en algunas profundidades oceánicas. Estas bacterias toman la energía de productos químicos provenientes del interior de la Tierra y con ella producen azúcares. Otras bacterias que viven bajo tierra también pueden producir azúcares usando la energía de sustancias inorgánicas. Otro término para productores es autótrofos Los consumidores obtienen su energía de los enlaces de carbono originados por los productores. Otro término para un consumidor es heterótrofo. Es posible distinguir 4 tipos de hterótrofos en base a lo que comen:

El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando los autótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente. Es importante observar que muchos animales no tienen dietas especializadas. Los omnívoros (como los humanos) comen tanto animales como plantas. Igualmente, los carnívoros (excepto algunos muy especializados) no limitan su dieta sólo a organismos de un nivel trófico. Las ranas y sapos, por ejemplo, no discriminan entre insectos herbívoros y carnívoros; si es del tamaño adecuado y se encuentra a una distancia apropiada, la rana lo capturará para comérselo sin que importe el nivel trófico.

Flujo de Energía a través del Ecosistema

El diagrama anterior muestra como la energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen a través del ecosistema. Debemos, primeramente, aclarar algunos conceptos. La energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-carbono. Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor. Las flechas oscuras en el diagrama representa el movimiento de esta energía. Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino final de toda la energía es perderse en forma de calor. ¡La energía no se recicla en los ecosistemas! Los nutrientes inorgánicos son el otro componente mostrado en el diagrama. Ellos son inorgánicos debido a que no contienen uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son el fósforo en sus dientes, huesos y membranas celulares; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en su sangre (para nombrar solamente unos pocos nutrientes inorgánicos). El flujo de los nutrientes se representa con flechas claras. Observe que los autótrofos obtienen estos nutrientes inorgánicos del 'almacen' de nutrientes inorgánicos (usualmente el suelo o el agua que rodea la planta). Estos nutrientes inorgánicos son pasados de organismo a organismo cuando uno es consumido por otro. Al final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito, alimento para los descomponedores. En esta etapa, la energía restante es extraida (y perdida como calor) y los nutrientes inorgánicos son regresados al suelo o agua para se utilizados de nuevo. Los nutrientes inorgánicos son reciclados, la energía no. Para resumir: En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones:

• La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol.
• El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor.
• La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro.
• Los descomponedores extraen la energía que permanece en los restos de los roganismos.
• Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no

Cadenas y Redes Alimenticias

Una cadena alimenticia es la ruta del alimento desde un consumidor final dado hasta el productor. Por ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de campo pudiera ser:

pasto —> saltamonte –> ratón —> culebra —> halcón

Aún cuando se dijo que la cadena alimenticia es del consumidor final al productor, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o arriba). Ud. debe ser capaz de analizar la anterior cadena alimenticia e identificar los autótrofos y los heterótrofos, y clasificarlos como herbívoro, carnívoro, etc. Igualmente, debe reconocer que el halcón es un consumidor cuaternario. Desde luego, el mundo real es mucho más complicado que una simple cadena alimenticia. Aún cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Los halcónes no limitan sus dietas a culebras, las culebras comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen yerbas además de saltamontes, etc. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a continuación:

Solamente cuando vemos una representación de una red alimenticia como la anterior, es que la definición dada arriba de cadena alimenticia tiene sentido. Podemos ver que una red alimenticia consiste de cadenas alimenticias interrelacionadas, y la única manera de desenredar las cadenas es de seguir el curso de una cadena hacia atrás hasta llegar a la fuente. La red alimenticia anterior consiste de cadenas alimenticias de pastoreo ya que en la base se encuentran productores que son consumidos por herbívoros. Aún cuando este tipo de cadenas es importante, en la naturaleza son más comunes las cadenas alimenticias con base en los detritos en las cuales se encuentran descomponedores en la base.

Pirámides

Un concepto muy importante es el de biomasa. Un principio general es que, mientras más alejado esté un nivel trófico de su fuente (detrito o productor), menos biomasa contendrá (aquí entendemos por biomasa al peso combinado de todos los organismos en el nivel tróficol). Esta reducción en la biomasa se debe a varias razones:

• no todos los organismos en los niveles inferiores son comidos
• no todo lo que es comido es digerido
• siempre se pierde energía en forma de calor

Es importante recordar que es más fácil detectar la disminución en el número si lo vemos en términos de biomasa. No es confiable el número de organismos en este caso debido a la gran variación en la biomasa de organismos individuales. Por ejemplo, algunos animales pequeños se alimentan de los frutos de árboles. En términos de peso combinado, los árboles de un bosque superan a los animales pero, de hecho, hay más individuos de los animales que de los árboles; ahora bien, un árbol individual puede ser muy grande, con un peso de cientos de kilos, mientras que un animal individual (en el caso que estamos analizando) puede pesar, quizás, un kilo. Hay unas pocas excepciones al esquema de pirámide de biomasa. Una de ellas se encuentra en sistemas acuáticos donde las algas pueden ser superadas, en número y en masa, por los organismos que se alimentan de las algas. Las algas pueden soportar la mayor biomasa del siguiente nivel trófico solamente porque ellas pueden reproducirse tan rapidamente como son comidas. De esta manera, ellas nunca son completamente consumidas. Es interesante notar que este excepción a la regla de la pirámide de biomasa también es una excepción parcial a por lo menos 2 de las 3 razones para la pirámide de biomasa dadas arriba. Aunque no todas las algas son consumidas, sí lo son la mayoría de ellas, y aunque no son totalmente digeribles, las algas son, en términos generales, mucho más nutritivas que las plantas leñosas (la mayoría de los organismos no pueden digerir la madera y extraer energía de ella).

Magnificación Biológica

La magnificación biológica es la tendencia de los contaminantes a concentrarse en niveles tróficos sucesivos. Con mucha frecuencia, esto va en detrimento de los organismos en los cuales se concentran estos materiales ya que casi siempre las sustancias contaminantes son tóxicas. La biomagnificación sucede cuando los organismos en la base de la cadena alimenticia concentran el material por encima de su concentración en el suelo o agua que los rodea. Como vimos antes, los productores toman los nutrientes inorgánicos de su ambiente. Ya que una deficiencia de estos nutrientes puede limitar el crecimiento del productor, los productores harán el mayor esfuerzo para obtener los nutrientes; con frecuencia, gastan considerable energía para incorporarlos en sus cuerpos y, aún incorporar más de lo necesario en el momento y lo almacenan. El problema se presenta cuando un producto contaminante, como el DDT o mercurio, se presenta en el ambiente. Estos contaminantes se asemejan, químicamente, a nutrientes inorgánicos esenciales por lo que son incorporados y almacenados "por error". Este es el primer paso en la biomagnificación; el contaminante se encuentra a una concentración mayor dentro del productor que en el ambiente. La segunda etapa de la biomagnificación sucede cuando es comido el productor. En nuestra discusión sobre la pirámide de biomasa vimos que relativamente poca energía pasa de un nivel trófico al siguiente. Esto significa que un consumidor (de cualquier nivel) tiene que consumir mucha biomasa del nivel trófico inferior. Si esa biomasa contiene el contaminante, este será consumido en grandes cantidades por el consumidor. Los contaminantes que se biomagnifican tienen otra característica: no solamente son adquiridos por los productores sino que, también son absorbidos y almacenados en los cuerpos de los consumidores. Esto sucede con frecuencia con contaminantes solubles en grasas como el DDT o los PCB. Estos materiales son adquiridos a través de los productores y se mueven a la grasa de los consumidores. Si el consumidor es capturado y comido, su grasa es digerida y el contaminante se traslada a la grasa del nuevo consumidor. De esta manera, aumenta la concentración del contaminante en los tejidos grasos de los consumidores. Usualmente los contaminantes solubles en agua no puede biomagnificarse de esta manera debido a que se disuelven en los fluidos corporales del consumidor. Ya que todos los organismos pierden agua al ambiente, los contaminantes se pierden junto con el agua. Pero, la grasa no se pierde. El "mejor" ejemplo de biomagnificación es la del DDT. Este pesticida (insecticida) de larga duración permitió mejorías en la salud humana en muchos países por eliminación de insectos como los mosquitos que transmiten enfermedades. El DDT es efectivo debido a que no se descompone en el ambiente; es tomado por los organismos del ambiente e incorporado en su grasa. En muchos organismos (incluyendo humanos), no hace un daño real pero, sin embargo, en otros el DDT es letal o puede tener efectos a largo plazo más incidiosos. Por ejemplo, en las aves el DDT interfiere con el depósito de calcio en las cáscaras de los huevos. Los huevos puestos son muy suaves y se rompen fácilmente; las aves afectadas de esta manera no son capaces de reproducirse y esto causa una reducción en el número de ellas. Estos casos eran tan claros en 1960 que llevaron a la científica Rachel Carson a postular una "primavera silenciosa" sin el canto de las aves. Su libro "Silent Spring" condujo a la prohibición del DDT, la búsque de pesticidas que no biomagnifiquen, y el nacimiento del movimiento ambiental "moderno". Luego de esta prohibición, algunas aves como el águila calva de Estados Unidos, ha podido recuperarse. Irónicamente, muchos de los pesticidas que reemplazaron al DDT son más peligrosos para los humanos.

En resumen, para que haya biomagnificación de un contaminante, deben darse las siguientes condiciones:

• El contaminante debe tener una larga vida.
• El contaminante debe ser concentrado por los productores.
• El contaminante debe ser soluble en grasa.

Cadenas Alimenticias Humanas vs. Naturales

La civilización humana depende de la agricultura. Solamente con la agricultura podrían unas pocas personas alimentar al resto de la población; el resto de la población que no tiene que producir alimentos puede entonces dedicarse a hacer todas las cosas que asociamos con "civilización". Agricultura significa manipular el ambiente para favorecer las especies de plantas que comemos. En esencia, los humanos manipulamos la competencia, permitiendo que prosperen las especies favorecidas (cultivos) y reprimiendo aquellas especies que podrían competir con ellas (malezas). Es decir, con la agricultura estamos creando un ecosistema muy simple; como mucho, solamente tiene tres niveles – productores (cultivos), consumidores primarios (ganado, humanos) y consumidores secundarios (humanos). Con esto, poca energía se pierde antes de llegar a los humanos ya que hay muy pocos niveles tróficos. Esto es bueno para los humanos pero, ¿qué tipo de "ecosistema" hemos creado? Los ecosistemas agrícolas tienen varios problemas. En primer lugar, creamos monocultivos (campos con un solo cultivo); esto hace más fácil sembrar, desyerbar, y cosechar, pero también coloca muchas plantas similares en un área pequeña, creando una situación ideal para las enfermedades y las plagas de insectos. En los ecosistemas naturales, las plantas de una especie están, con frecuencia, esparcidas. Los insectos, que comúnmente se especializan en alimentarse de una especie vegetal en particular, tienen problemas en encontrar las plantas esparcidas. Sin alimento, las poblaciones de insectos se mantienen a raya. Ahora bien, en un campo de maíz, aún el insecto más inepto puede encontrar una nueva planta con un simple salto. Igualmente, las enfermedades se diseminan más fácilmente si las plantas están próximas. Es necesario usar muchos productos químicos (pesticidas) para mantener el monocultivo. Otro problema con la agricultura humana es que dependemos de relativamente pocas especies vegetales alimenticias. Si en un año fallan, a nivel mundial, los cultivos de maíz y arroz, nos veríamos en apuros para alimentar a todo el mundo (aunque hay que reconocer que tampoco estamos haciendo un buen trabajo ahora). Los ecosistemas naturales usualmente tienen fuentes alternativas de alimento en caso de que una fuente falte. Finalmente, un problema asociado con los agroecosistemas es el problema del reciclaje de los nutrientes inorgánicos. En un ecosistema natural, cuando una planta muere cae al suelo y se descompone, y sus nutrientes inorgánicos son regresados al suelo del que fueron tomados. En agricultura, sin embargo, cosechamos el cultivo, llevamos lejos la cosecha y, al final, los eliminamos por los sistemas sanitarios siendo arrastrados por los ríos hacia el océano. Aparte del problema de contaminación del agua que esto crea, es obvio que los nutrientes no son regresados a los campos. Ellos tienen que ser repuestos por medio de fertilizantes químicos, lo que significa minería, transportación, electricidad, ets., sin olvidar que los fertilizantes químicos tienden a disolverse y contaminar, aún más, las aguas. Se dispone de algunas soluciones a estos problemas pero, al mismo tiempo, ellas crean nuevos problemas. La agricultura de labranza cero usa herbicidas para eliminar las malezas; entonces se siembra el cultivo a través de las plantas muertas sin labrar el suelo. Esto reduce la erosión del suelo pero los mismos herbicidas puede dañar los ecosistemas. En muchas áreas se ha usado las aguas servidas de ciudades para que sirvan de fertilizantes. Esto reduce las necesidades de fertilizantes químicos pero requiere de demasiado energía para transportar el material. Además, si no se tiene cuidados, productos como químicos para el hogar y metales pesados pueden contaminar esos productos que se biomagnificarían en los cultivos que luego nos comeríamos.

El Ciclo del Agua

El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.

Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.

El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.

Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.

Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas.

Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.

Ciclo del Oxígeno

Cíclo del Carbono

Cíclo del Nitrógeno

El 99,3 % del nitrógeno (3,86 . 1021 g de N) se encuentra en la atmósfera, principalmente en forma de N2, mientras que tan solo el 0,0072 % forma parte de la biosfera, 0,0057 % forma parte de MO en el suelo y un 0,6 % está en disolución en la hidrosfera.

Tal como puede apreciarse, el peso de las actividades humanas es muy grande, casi llega al 50 % . Esto es debido a que el nitrógeno es la base de los fertilizantes químicos (nitratos). El abuso de éstos da lugar a la contaminación de aguas subterráneas y ríos. Esta presencia excesiva de nutrientes puede dar lugar en lagunas, lagos o bahías oceánicas puede dar lugar a la eutrofización, es decir el crecimiento desmesurado de algas en la superficie, que impidan la llegada de oxigeno y luz a las profundidades, con la consecuente muerte de especies animales.

Otra de las consecuencias que acarrea la intervención del hombre en el ciclo del nitrógeno, es la emisión de gases invernadero y destructores de ozono como el N2O.

Cíclo del Fósforo

La mayor parte del fósforo se encuentra en forma de rocas, con lo que su disponiblidad depende exclusivamente de la solubilidad de sus sales. Ésta es muy baja, con lo que el fósforo solubilizado es muy poco. Este hecho hace del fósforo un elemento limitante. de aquí que resulte uno de los principales fertilizantes (junto con los nitratos). Así, en la actualidad, la mayor parte del fósforo soluble, es extraído por la humanidad. (Meteorización = 21,4 (3/4 insolubles), Extracción humana = 13 (90 % soluble))

Al igual que sucedía con el nitrógeno, nuevamente nos encontramos con la eutrofización de las aguas, siendo éste el principal de los daños consecuentes del abuso de los fosfátos.

Recursosn Naturales

Los recursos naturales son los elementos y fuerzas de la naturaleza que el hombre puede utilizar y aprovechar.

Estos recursos naturales representan, además, fuentes de riqueza para la explotación económica. Por ejemplo, los minerales, el suelo, los animales y las plantas constituyen recursos naturales que el hombre puede utilizar directamente como fuentes para esta explotación. De igual forma, los combustibles, el viento y el agua pueden ser utilizados como recursos naturales para la producción de energía. Pero la mejor utilización de un recurso natural depende del conocimiento que el hombre tenga al respecto, y de las leyes que rigen la conservación de aquel.

La conservación del medio ambiente debe considerarse como un sistema de medidas sociales, socioeconómicas y técnico-productivas dirigidas a la utilización racional de los recursos naturales, la conservación de los complejos naturales típicos, escasos o en vías de extinción, así como la defensa del medio ante la contaminación y la degradación.

Las comunidades primitivas no ejercieron un gran impacto sobre los recursos naturales que explotaban, pero cuando se formaron las primeras concentraciones de población, el medio ambiente empezó a sufrir los primeros daños de consideración.

En la época feudal aumentó el número de áreas de cultivo, se incrementó la explotación de los bosques, y se desarrollaron la ganadería, la pesca y otras actividades humanas. No obstante, la revolución industrial y el surgimiento del capitalismo fueron los factores que más drásticamente incidieron en el deterioro del medio ambiente, al acelerar los procesos de contaminación del suelo por el auge del desarrollo de la industria, la explotación desmedida de los recursos naturales y el crecimiento demográfico. De ahí que el hombre tenga que aplicar medidas urgentes para proteger los recursos naturales y garantizar, al mismo tiempo, la propia supervivencia.

Los recursos naturales son de dos tipos: renovables y no renovables. La diferencia entre unos y otros está determinada por la posibilidad que tienen los renovables de ser usados una y otra vez, siempre que el hombre cuide de la regeneración.

Las plantas, los animales, el agua, el suelo, entre otros, constituyen recursos renovables siempre que exista una verdadera preocupación por explotarlos en forma tal que se permita su regeneración natural o inducida por el hombre.

Sin embargo, los minerales y el petróleo constituyen recursos no renovables porque se necesitó de complejos procesos que demoraron miles de años para que se formaran. Esto implica que al ser utilizados, no puedan ser regenerados.

Todo esto nos hace pensar en el cuidado que debe tener el hombre al explotar los recursos que le brinda la naturaleza.

El Agua

El agua, al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra, representa el recurso natural más importante y la base de toda forma de vida.

No es usual encontrar el agua pura en forma natural, aunque en el laboratorio puede llegar a obtenerse o separse en sus elementos constituyentes, que son el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Cada molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos fuertemente en la forma H-O-H.

En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción en relación con las tierras emergidas, y se presentan en diferentes formas:

• ? mares y océanos, que contienen una alta concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de la superficie terrestre;

• ? aguas superficiales,que comprenden ríos, lagunas y lagos;

• ? aguas del subsuelo, también llamadas aguas subterráneas, por fluir por debajo de la superficie

terrestre.

Desde los mares, ríos, lagos, e incluso desde los seres vivos, se evapora agua constantemente hacia la atmósfera, hasta que llega un momento en que esa agua se recipita de nuevo hacia el suelo. De esta agua que cae, una parte se evapora, otra se escurre por la superficie del terreno hasta los ríos, lagos, lagunas y océanos, y el resto se infiltra en las capas de la tierra, y fluye también subterráneamente hacia ríos, lagos y océanos. Esta agua subterránea es la que utlizan los vegetales, los cuales la devuelven después de nuevo a la atmósfera.

Como observamos, al volver el agua a la atmósfera se completa un ciclo, que se denomina ciclo hidrológico o del agua.

De esta manera la naturaleza garantiza que el agua no se pierda y pueda volver siempre a ser utilizada por los seres vivos.

Importancia del agua para la vida. La vida en la Tierra ha dependido siempre del agua. Las investigaciones han revelado que la vida se originó en el agua, y que los grupos zoológicos que han evolucionado hacia una existencia terrestre, siguen manteniendo dentro de ellos su propio medio acuático, encerrado, y protegido contra la evaporación excesiva.

El agua constituye más del 80% del cuerpo de la mayoría de los organismos, e interviene en la mayor parte de los procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos. Desempeña de forma especial un importante papel en la fotosíntesis de las plantas y, además, sirve de hábitat a una gran parte de los organismos.

Dada la importancia del agua para la vida de todos los seres vivos, y debido al aumento de las necesidades de ella por el continuo desarrollo de la humanidad, el hombre está en la obligación de proteger este recursos y evitar toda influencia nociva sobre las fuentes del preciado líquido.

Es una práctica acostumbrada el ubicar industrias y asentamientos humanos a la orilla de las corrientes de agua, para utilizar dicho líquido y, al mismo tiempo, verter los residuos del proceso industrial y de la actividad humana. Esto trae como consecuencia la contaminación de las fuentes de agua y, por consiguiente, la pérdida de grandes volúmenes de este recurso.

Actualmente, muchos países que se preocupan por la conservación, prohiben esta práctica y exigen el tratamiento de los residuos hasta llevarlos a medidas admisibles para la salud humana.

Es un deber de todos cuidar nuestros recusos hidrológicos, así como crear la conciencia de que el agua es uno de los recursos más preciados de la naturaleza, por el papel que desempeña en la vida de todos los seres vivos.

La Atmósfera

La atmósfera es una capa gaseosa que rodea el globo terráqueo. Es transparente e impalpable, y no resulta fácil señalar exactamente su espesor, ya que no posee una superficie superior definida que la limite, sino que se va haciendo menos densa a medida que aumenta la altura, hasta ser imperceptible.

La atmósfera está formada por varias capas concéntricas:

las capas bajas, que no mantienen una altura constante, y a las que se denomina troposfera y estratosfera;

las capas altas, a las que se da el nombre de ionosfera y exosfera.

Los gases atmosféricos forman la mezcla que conocemos por aire. En las partes más inferiores de la troposfera, el aire está compuesto principalmente por nitrógeno y oxígeno, aunque también existen pequeñas cantidades de argón, dióxido de carbono, neón, helio, ozono y otros gases. También hay cantidades variables de polvo procedentes de la Tierra, y vapor de agua.

El oxígeno forma aproximadamente el 21% de la atmósfera, y es el gas más importante desde el punto de vista biológico. Es utilizado por los seres vivos en la respiración, mediante la cual obtienen la energía necesaria para todas las funciones vitales; también interviene en la absorción de las radiaciones ultravioleta del Sol que, de llegar a la Tierra en toda su magnitud, destruirían la vida animal y vegetal. La atmósfera es también la fuente principal de suministro de oxígeno al agua, y entre ambas se establece un intercambio gaseoso continuo.

Este proceso de intercambio de oxígeno en la biosfera recibe el nombre de ciclo del oxígeno y en él intervienen las plantas, como fuentes suministradoras de oxígeno a la atmósfera, y los seres vivos, incluyendo las propias plantas, como utilizadores de este gas.

No hay dudas de que la atmósfera constituye un recurso natural indispensable para la vida, y se clasifica como un recurso renovable. Sin embargo, su capacidad de renovación es limitada, ya que depende de la actividad fotosintética de las plantas, por la cual se devuelve el oxígeno a la atmósfera. Por esta razón, es lógico pensar que de resultar dañadas las plantas, por la contaminación del aire o por otras acciones de la actividad humana, es posible que se presente una reducción del contenido de oxígeno en la atmósfera, con consecuencias catastróficas para todos los seres vivos que lo utilizan.

El hombre, en su incesante avance científico-técnico, debe tomar las medidas adecuadas para que su propio desarrollo no haga a nuestra atmósfera víctima de la contaminación. Solamente con una política planificada y consecuente es posible reducir tan terrible mal, y evitar a las futuras generaciones las peligrosas consecuencias que este puede implicar.

El humo procedente de las industrias o de la combustión que se lleva a cabo en otros lugares, así como el polvo, son agentes contaminantes de la atmósfera, los cuales enrarecen el aire y afectan la salud del hombre y de los seres vivos en general.

Como puede verse, la contaminación del aire afecta varios factores del ambiente:

Las plantas pueden ser dañadas por los agentes contaminantes, especialmente el dióxido de azufre (SO2), el cual blanquea las hojas y afecta las cosechas.

Existen evidencias de que la contaminación del aire está asociada con enfermedades de tipo respiratorio, incluyendo bronquitis crónica, asma bronquial, etc.

El aire contaminado corroe los metales, las telas se debilitan y se destiñen, el cuero se hace más débil y más brillante, la pintura se decolora, las piezas de mármol y otras piedras se ennegrecen y se hacen más frágiles.

Otra forma de contaminación del aire son los olores en general, pues aún cuando sean agradables inicialmente, pueden convertirse en molestos e inconvenientes, ocasionando al hombre malestar y dolores de cabeza.

Dentro de las principales fuentes de producción de olores, aparte de la actividad industrial y el tráfico automotor, se encuentran:

• ? las aguas albañales y los desechos,

• ? los corrales de animales,

• ? las quemas de residuos industriales, domésticos, etc.,

• ? la descomposición de basuras por acumulación de residuos.

Todas las formas de contaminación del aire son producto de fuentes muy variadas que pueden ser estacionarias o móviles:

• ? Estacionarias

• ? industrias construcción, demolición quemas

• ? Móviles

transporte La contaminación influye directamente sobre la salud del hombre y en el deterioro de sus recursos naturales, por lo que deben aplicarse las medidas necesarias para disminuir los efectos.

El Suelo

Uno de los principales recursos que brinda la naturaleza al hombre es el suelo, ya que en él crecen y se desarrollan las plantas, tanto las silvestres como las que se cultivan para servir de alimento al hombre y los animales.

La formación de los suelos depende de un largo y complejo proceso de descomposición de las rocas, en el cual intervienen factores físicos, químicos y biológicos. La interacción de estos, como factores ecológicos, provoca la desintegración de los minerales que, unidos a los restos de animales y plantas en forma de materia orgánica, originan el suelo.

Los seres vivos intervienen en la destrucción de la roca madre y, además de los agentes climáticos, toman parte en la mezcla de sustancias del suelo, en su distribución horizontal, y añaden a éste materia orgánica. Las sustancias de desecho de animales y vegetales, así como los propios cuerpos de estos al morir, son las únicas fuentes de materia orgánica del suelo, la cual proporciona a éste algunos componentes esenciales, lo modifica de diferentes modos, y hace posible el crecimiento de fauna y flora variadas, que de otra manera no podrían existir.

Además, la materia orgánica incorporada al suelo almacena mayor cantidad de energía, obtenida del Sol por la fotosíntesis, que la materia inorgánica a partir de la cual se sintetizó. Por consiguiente, los seres vivos contribuyen a la formación del suelo aportando no solo materiales, sino también energía, tanto potencial como cinética.

La presencia de distintos tipos de minerales, las variaciones climáticas, la altura sobre el nivel del mar, la latitud geográgica y otros factores, determinan una gran variabilidad de los suelos, la cual se manifiesta en las características físicas y químicas de estos.

Otros fenómenos que se presentan en los suelos son el exceso de acidez y salinidad, los cuales imposibilitan la utilización óptima de los suelos.

Para evitar la degradación de los suelos es necesario:

• ? Restituirles, por medio de la fertilización, los nutrientes que van siendo extraídos por las plantas o que son arrastrados por las aguas.

• ? Evitar las talas y los desmontes desmedidos, así como las quemas, fundamentalmente en las laderas.

• ? Preparar los surcos, en zonas de alta pendiente, en forma perpendicular a estas, de manera que el agua, al correr, no arrastre el suelo.

• ? Proporcionar al suelo la cobertura vegetal necesaria para evitar la erosión.

• ? Evitar la contaminación que provoca el uso indiscriminado de productos químicos en la actividad agrícola.

Los Recursos Marinos

El océano desempeña un papel de enorme importancia en la vida de la humanidad. Todo parece indicar que el medio marino primitivo fue el medio idóneo favorable al surgimiento de la vida, al ser éste donde se constituyeron las primeras células. El agua ocupa casi el 71% de la superficie de la Tierra.

Ya en la comunidad primitiva el hombre usaba los recursos biológicos del mar para el consumo. Actualmente, en la medida en que el desarrollo científico-técnico se hace más efectivo, las posibilidades de explotación del mar han aumentado, al contarse con nuevos recursos que hasta ahora eran desconocidos.

El océano mundial adquiere cada vez más importancia como fuente de recursos alimenticios. En sus aguas habitan cerca de 180,000 especies de animales; entre ellas, alrededor de 16,000 variedades de peces. También habitan aproximadamente 10,000 especies de plantas, que son indispensables en las cadenas alimentarias de los habitantes marinos. Por todo esto, el océano ofrece no solo riqueza de carnes, sino también otros recursos, como la harina de pescado, con un alto contenido de aminoácidos, vitaminas y otros elementos que pueden ser utilizados en la alimentación del ganado y las aves de corral, e, indirectamente, en la alimentación del hombre.

Constituyen también un recurso valioso las algas marinas, las cuales son de utilidad en la elaboración de papel, cartón, cola, alcohol y levaduras. De ellas también se obtiene, gracias a la alta concentración de potasio que poseen, abonos muy valiosos.

Pero el océano, con su enorme extensión, no es fuente tan solo de alimentos. Debajo de las aguas existen recursos tan importantes para el hombre, como petróleo y gas, y de ellas es fácil obtener un alto número de elementos, tales como magnesio, bromo, boro, uranio, cobre, etc. La sal común, tan necesaria para la humanidad, es obtenida directamente del mar.

Las aguas del océano y sus microorganismos, que aumentan y varían de acuerdo con las condiciones ambientales, pueden disolver, descomponer y eliminar los desechos nocivos producto de la industria, el transporte y otras actividades del hombre, o sea, de autopurificarse y restablecer el medio. Así ha ocurrido a lo largo de toda la historia de la humanidad y así continuará siendo.

Existen varios métodos para la obtención de energía a partir de mares y océanos; entre ellos se encuentran la construcción de obras hidrotécnicas para centrales eléctricas mareo-motrices, y de instalaciones submarinas para "extraer" la energía térmica solar. Mediante estas instalaciones se utiliza el enorme potencial energético que poseen las aguas marinas, como son sus mareas regulares, el continuo movimiento de las olas superficiales y relativamente profundas y la capacidad del océano de acumular el calor del Sol, todo en beneficio del hombre.

El océano mundial como medio de transporte utilizado desde hace muchos siglos, ha adquirido en nuestros días dimensiones gigantescas. Los océanos y mares no solo separan los continentes, sino que, al ser un medio natural de gran utilidad para el transporte de grandes cargamentos, vinculan de forma efectiva unos países con otros, mediante un tráfico incesante que crece de año en año.

Aparte de estos usos que hemos mencionado anteriormente, el agua de mar se utiliza directamente en la industria con otros fines, como por ejemplo, en el enfriamiento de las calderas de grandes industrias. Además, en estos momentos ya existen procedimientos para la desalinización del agua de mar con el fin de utilizarla como agua potable.

Las arenas constituyen también un recurso de gran utilidad para la construcción, aunque, como todo recurso, su uso debe ser racional, ya que su explotación en lugares y cantidades inadecuados, puede afectar el flujo de arena de las playas y, por lo tanto, deteriorar estos lugares de recreación de la población y del turismo.

La Flora y la Fauna

La flora y la fauna representan los componentes vivos o bióticos de la naturaleza, los cuales, unidos a los componentes no vivos o abióticos, como el suelo, el agua, el aire, etc., conforman el medio natural.

Entre la flora y la fauna existe una dependencia muy estrecha, basada en leyes naturales que rigen la estructura y funciones de las asociaciones de seres vivos.

Las relaciones de alimentación, o relaciones tróficas, determinan las llamadas cadenas alimentarias, en las cuales los animales herbívoros (los que se alimentan de plantas y otros organismos vegetales) constituyen el alimento básico de otros grrupos de animales que, a su vez, servirán de alimento a otros.

Esto trae como consecuencia que la disminución en número o la desaparición de uno de estos eslabones de la cadena, por causas naturales o por la influencia del hombre, ponga en peligro todo el sistema, al romperse el equilibrio que caracteriza las relaciones entre el medio biótico y abiótico de la naturaleza.

Por esta razón, el hombre debe estudiar las relaciones y las leyes que determinan este equilibrio, y convertirse en su máximo protector, ya que, en sentido general, todas las afectaciones que sufre el medio natural repercuten de uno u otro modo sobre él.

La flora y la fauna representan recursos naturales renovables, de gran importancia para el hombre. De la flora proviene una gran parte de los alimentos y medicamentos, así como la materia prima para la industria textil, maderera y otras.

A través del tiempo, el hombre, en su lucha por dominar la naturaleza, aprendió a usar las plantas y los animales para subsistir; de ellos obtenía alimentos, vestidos y fuego para calentarse. Pero, a medida que las comunidades fueron creciendo, fueron aumentando de igual modo las necesidades de alimentos, y, por consiguiente, la utilización de la flora y la fauna se incrementó hasta niveles muy por encima de las capacidades de regeneración de la naturaleza.

Por este motivo, desaparecieron grandes mamíferos, que fueron exterminados por el hombre. Tal es el caso de los mamuts y de otras especies de animales.

Actualmente, el desarrollo de la sociedad atenta de igual forma contra las especies de animales y vegetales, en aquellos países sometidos a la explotación desmedida de los recursos naturales.

El desarrollo de la agricultura hace que se incrementen las áreas de cultivo, en detrimento de las áreas naturales, lo cual hace que desaparezca también un gran número de especies de plantas. La fauna, que encuentra en estas áreas naturales su hábitat, es decir, el lugar donde vive y se desarrolla una especie animal o vegetal, se ve cada vez más amenazada al tener que buscar otras áreas donde satisfacer las necesidades vitales.

El desarrollo de la industria, que con sus desechos contamina el medio, afecta de igual forma el medio natural y, por consiguiente, a los sistemas vivientes que en él habitan.

Límites de los Recursos Naturales

Entre los innumerables elementos de la crisis del medio ambiente en la que se haya sumergida nuestra civilización, los relativos al problema de los límites de los recursos naturales figuran entre los más inquietantes y polémicos.

La consideración de este problema lleva a tratar aspectos tan candentes como la finalidad del crecimiento o la imperiosa necesidad de alcanzar un estado estacionario en los efectivos de las poblaciones humanas y su nivel de producción industrial, siempre en términos cuantitativos.

El nivel de consumo actual de las fuentes de energía, de las materias primas, del agua y de los recursos alimenticios alcanza un valor absoluto tal, que no puede menos de extrañar la sorpresa de algunos que, de repente, descubren ¡el carácter finito de la ecosfera!

Límites energéticos

Las disponibilidades energéticas figuran entre los diversos límites probables a la expansión de la actividad industrial humana.

Dos tipos de fuentes de energía pueden ser utilizadas por el hombre. Las primeras, no renovables, comprenden los diversos combustibles fósiles y las materias fisibles (uranio 235, por ejemplo).

Las segundas son, por su misma esencia, inagotables a escala de nuestra especie, aunque de más difícil explotación. Se trata de la energía solar, de la energía de las mareas oceánicas y de la energía térmica. El flujo de la energía natural constituido por estos fenómenos cósmicos se reparte de la siguiente forma:

Flujo solar : 178,000 x 109 kw/año

Energía geotérmica : 32 x 109 kw/año

Energía marina : 3 x 109 kw/año

Sólo una ínfima parte de estas gigantescas fuentes de energía se utiliza bajo forma hidroeléctrica. La satisfacción de las necesidades energéticas de la civilización contemporánea se funda esencialmente en el empleo de combustibles fósiles. Hemos asistido desde comienzos de siglo, época en que el carbón y la madera tenían un papel preponderante, a una modificación de la naturaleza de los carburantes utilizados. La parte del gas natural y sobre todo el petróleo no ha hecho más que crecer en detrimento de los combustibles sólidos.

Los Recursos de Agua

Pese a una aparente abundancia, el agua dulce, habida cuenta del crecimiento de las necesidades humanas, es relativamente rara en la biosfera.

A diferencia de muchos otros problemas de recursos que no llegarán a ser cruciales más que en un futuro más o menos lejano, el del agua dulce es actual. La mayor parte de los aises industrializados sufren ya una grave penuria, incluso aquellos que a priori parecen mejor provistos de dicho elemento.

Si tenemos en cuenta el incesante aumento de las necesidades de agua en la civilización contemporánea, en particular los enormes volúmenes consumidos por las naciones de gran expansión industrial; si no olvidamos las grandes cantidades de agua necesarias en la agricultura no solamente en los paises desarrollados sino también en los en desarrollo cuya galopante demografía empuja a una explotación de tierras semiáridas con ayuda de la irrigación, se llega a la conclusión de que el agua es ya escasa en no pocas regiones del mundo. Figura en el primer plano de los recursos naturales susceptibles de faltar a la humanidad en un futuro próximo.

Desgraciadamente, la mala gestión, e incluso el despilfarro, de los recursos de agua son hoy, por el contrario, la regla en los paises industrializados. La contaminación accidental, o por negligencia, de las capas freáticas más profundas compromete el porvenir de nuestras reservas hídricas e impedirá su utilización cuando se ponga de manifiesto su necesidad. En fin, las existencias de agua están igualmente limitadas por las exigencias de los consumidores, quienes acrecientan su empleo por la elevación del nivel de vida. Este fenómeno es tanto más notable en nuestros días cuanto que los habitantes de los paises occidentales exigen de las aguas un grado de puerza que curiosamente no exigen en el aire que respiran.

Si examinamos ahora, no los volúmentes de agua dulce disponible, sino su distribución geográfica, se constata que ese elemento es no solamente bastante escaso en la biosfera sino que además se halla muy mal distribuido en la superficie de las tierras emergidas. Así, en más de la mitad de los continentes, el agua dulce exite en cantidades insuficientes o bajo una forma inutilizable para los fines agrícolas o industriales.

Los Recursos Alimenticios

De todos los graves problemas del entorno que caracterizan los tiempos presentes, el de las disponibilidades alimentarias es de entidad suficiente para inquietar a los ecólogos menos pesimistas. En ese dominio la crisis no pertenece al futuro: se cierne ya desde hace tiempo.

¿Qué superficie de tierras cultivables puede ser utilizada por la humanidad? Actualmente, todas las tierras fértiles han sido roturadas desde hace tiempo. Para complicar el asunto, la superficie total de las tierras disponibles para el cultivo disminuye en valor absoluto a consecuencia del crecimiento demográfico. Esto se debe no solamente a las alteraciones edafológicas y a la erosión de los suelos, sino también a las consecuencias de la expansión urbana e industrial. Estas últimas imposibilitan los usos agrícolas en superficies crecientes de suelo muy fértil, ya que las ciudades se instalan en general en el fondo de ricas cubetas aluviales. El crecimiento de las ciudades se realiza generalmente en detrimento de las mejores tierras; la superficie del conjunto de las ciudades del mundo es superior a la de Francia.

Las ciudades han esterilizado la veinteava parte del total de las tierras hoy explotadas. Hay que añadir a la superficie ocupada por las ciudades la de las carreteras, los aeropuertos, los terrenos militares, la inundación de valles por nuevos embalses hidroeléctricos… En definitiva, la superficie de las tierras disponibles decrece más rápidamente que el aumento de la población. Cada persona, además de su vivienda, tiene necesidad de una superficie de vías de comunicación, lugar de trabajo, etc.

RECURSOS NO RENOVABLES

Son aquellos cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración, lo que , conse- cuentemente, puede provocar su agotamiento. En el caso de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) y de los minerales.

Durante muchos años hemos utilizado recursos no renovables como fuentes de energía. Hoy día se estima que, de seguir un ritmo de consumo similar al actual, la reservas de combustibles fósiles se agotarán en un plazo de entre 50 y 100 años.

Hace unos años se pensó que la solución al problema del agotamiento de los recursos energéticos fósiles estaba en la energía nuclear. Por ello muchos países industrializados se lanzaron a la carrera de construcción de centrales nucleares y, de hecho, algunos países como Francia y Bélgica obtienen en la actualidad más del 50% de su electricidad a partir de la energía nuclear.

Ecosistemas Mexicanos

Diversidad de ecosistemas

Desde la perspectiva de la biodiversidad, la diversidad de ecosistemas se refiere a la diversidad de paisajes, de paisajes dentro de biomas y de biomas en el planeta, incluyendo el número de especies en áreas dadas, los papeles ecológicos que desempeñan y el cambio en la composición de especies a medida que nos movemos dentro y entre regiones (Heywood y Baste, 1995). La expresión diversidad de ecosistemas se refiere a las comunidades de organismos en el contexto de su ambiente físico y usualmente hace referencia al nivel de la biodiversidad que se encuentra jerárquicamente por arriba del de especie; sin embargo, para ecólogos como Harper y Hawksworth (1996) este término devalúa el concepto de biodiversidad, ya que el ambiente físico por sí mismo no es una entidad biológica.

A pesar de que opiniones como ésta resultan valiosas y respetables, en Conabio hemos aceptado seguir utilizando la expresión diversidad de ecosistemas dado su uso amplio y cotidiano entre las personas que se dedican a trabajar sobre los diferentes aspectos de la biodiversidad.

La conservación de los ecosistemas naturales es reconocida como una opción valiosa para aminorar las altas tasas de extinción de especies que se observan actualmente (Dinerstein, et al., 1995), y se ha demostrado que la transformación de los hábitats naturales, ocasionado por diversas actividades humanas, determina en gran medida la pérdida de biodiversidad, ya que altera y afecta negativamente las funciones de los ecosistemas, las cuales proveen de servicios ecológicos no sólo a las especies silvestres, sino también al hombre (Ehrlich y Ehrlich, 1992).

Algunas clasificaciones de la diversidad de ecosistemas terrestres de México

La mayoría de las propuestas de clasificación del medio terrestre tienen en común a los tipos de vegetación como primer criterio de clasificación. La ventaja de las propuestas basadas primariamente en el criterio de la distribución de los tipos de vegetación y de ecosistemas, es que sus divisiones coinciden en un nivel muy general con otros criterios de diferente índole, existiendo una "coincidencia lógica" entre los tipos de vegetación y las grandes zonas ecológicas, pues la vegetación es una expresión sintética de las grandes variables ambientales: clima, suelo y topografía.

A continuación se revisan tres clasificaciones ecológicas de los ambientes terrestres para ilustrar la diversidad ecológica de nuestro país.

Zonas ecológicas

Esta clasificación, utiliza como criterios el tipo de vegetación, el clima y aspectos biogeográficos. Se definen seis tipos de hábitats terrestres continentales o zonas ecológicas: (1) tropical cálido-húmeda, (2) tropical cálido-subhúmeda, (3) templada húmeda, (4) templada subhúmeda, (5) árida y semiárida y (6) inundable o de transición mar-tierra

Desde el punto de vista de la biodiversidad, la zona tropical húmeda es la más diversa; un sitio de 1 000 ha alberga más de 1000 especies vegetales, unas 300 de aves y 150 de anfibios y reptiles. En cuanto a los índices de endemismo de flora, la zona templada subhúmeda es la que posee los más altos, estimados en un 70%, le siguen en orden de importancia las zonas áridas y semiáridas con el 60% y la zona tropical subhúmeda con el 40%. A pesar de su área relativamente pequeña, la zona templada húmeda es notable porque se considera uno de los principales centros de especies autóctonas, resultado de su historia y su distribución insular.

Se incluyó a la vegetación secundaria, a los pastizales inducidos y cultivos, ya que han sido el eje organizador de los datos sobre tipos de vegetación más específicos utilizados a nivel estatal por INEGI en 1988 y sobre el uso de suelo utilizados por el Inventario Nacional Forestal de Gran Visión publicado por la SARH en 1992. Los datos de vertebrados incluyen a anfibios, reptiles, aves y mamíferos, excepto en la vegetación acuática y subacuática en la que se incluyen además datos del número de especies de peces.

Bosque tropical perennifolio

Principales Características fisonómicas y estructurales: Árboles altos de más de 25m (puede haber eminencias de 60m) que se ramifican en el último tercio, con abundantes bejucos y plantas epífitas formando una vegetación muy densa. La totalidad o la mayoría de los árboles (más del 75%) permanecen verdes todo el año, aunque algunos individuos tiran el follaje durante la floración.

Algunos géneros y especies representativos: Terminalia amazonia "sombrerete", T. oblonga, T. obovata, Swietenia macrophylla "caoba", Brosimum alicastrum "ramón", Manilkara zapota "chico zapote", Dialum guianense "guapeque" Mirandaceltis monoica, Calycophyllum anomala.

Características del suelo o sustrato: Más frecuentemente asociado a rocas calizas en suelos ricos en materia orgánica y pH ácido. A menudo se encuentra en terrenos kársticos (relieve originado por la disolución de roca caliza) de drenaje rápido y suelos someros. Presenta mejor desarrollo en terrenos planos o ligeramente ondulados con suelos aluviales profundos y bien drenados.

Altitud (msnm): De 0 a 1 000; en algunas partes de Chiapas hasta 1 500; más frecuente de 500 a 600.

Clima *: La mayor parte Am; también Af, CW , Aw. TMA mayor de 20. PMA 1 500 a 3 000. De 0 a 3 meses secos.

Bosque tropical subcaducifolio

Principales características fisonómicas y estructurales: La altura de los árboles dominantes es de 15 a 40m (más frecuentemente entre 20 y 30m). Del 25 al 50% de los árboles pierden sus hojas en la época seca.

Algunos géneros y especies representativos: Brosimum alicastrum, Manilkara zapota, Cedrela mexicana "cedro", Enterolobium cyclocarpum "guanascate o parota", Bucida buceras "caoba o pucté".

Características del suelo o sustrato: Comúnmente se desarrolla sobre suelos de caliza, medianamente profundos, a menudo arcillosos y rojos o negros, ricos en materia orgánica y de drenaje rápido.

Altitud (msnm): 0 a 1 300.

Clima *: Am, Aw, Cw. TMA mayor de 20. PMA 1 000 a 1 600, comunmente mayor de 1 200. De 3 a 6 meses secos.

Bosque tropical caducifolio

Principales características fisonómicas y estructurales: Árboles de 15m de altura o menos, según las condiciones climáticas; predominantemente árboles de 2 a 8m. Entre el 25 y el 50% de los árboles pierden las hojas en la época de secas. En las zonas más secas es común la presencia de cactáceas columnares y candelabriformes, así como de rosetófilos.

Algunos géneros y especies representativos: Bursera spp "copal", Haematoxylon brasiletto "brasil", Lysiloma spp, Ipomea spp, Cercidium spp "palo verde", Ceiba spp, Beaucarnea spp, Yucca spp.

Características del suelo o sustrato: Generalmente se encuentra en lomeríos y laderas con suelos someros y pedregosos, o en suelos profundos con drenaje deficiente.

Altitud (msnm): 0 a 1 900; más común debajo de 1 500; alrededor de 500 principalmente.

Clima *: Aw, Bs, Cw. TMA 22 a 24. PMA menor de 600 a 1 200, frecuentemente de 600 a 1 000. De 5 a 8 meses secos.

Bosque espinoso

Principales características fisonómicas y estructurales: Sus componentes son, en gran proporción, árboles con espinas, de 4 a 8m, o hasta 15m. Pueden ser formaciones densas, semiabiertas o abiertas, según las especies que lo conforman y las condiciones ambientales. La mayor parte de las comunidades son caducifolias.

Algunos géneros y especies representativos: Prosopis juliflora, P. laevigata "mezquite", Phithecellobium flexicaule, P. ebano "ebano", P. pallens "tenaza", Cercidium spp., Acacia farnesiana "huizache", Caesalpina spp, Opuntia spp.

Características del suelo o sustrato: Característicamente se encuentra en terrenos planos o poco inclinados, profundos, oscuros, más o menos ricos en materia orgánica. También en suelos calcáreos de drenaje deficiente.

Altitud (msnm): 0 a 2 200.

Clima *: Aw, Bs, Bw, Cw. TMA 17 a 29, con oscilaciones estacionales de 4 a 18 grados. PMA 350 a 1 200. De 5 a 9 meses secos.

Bosque Mesófilo de Montaña

Principales características fisonómicas y estructurales: Es un bosque denso, por lo general de 15 a 35m de alto, aunque algunos árboles pueden llegar a medir más de 60m. Con frecuencia la comunidad incluye árboles perennifolios y de hoja decidua. El periodo de carencia de follaje del 75 % de las especies suele ser breve y se presenta en los meses más fríos del año. Es frecuente un sotobosque muy desarrollado y la presencia de epífitas.

Algunos géneros y especies representativos: Son comunes los géneros: Liquidambar, Salix, Alnus, Juglans, Clethra, Carya, Carpinus, Platanus, Pinus, Quercus, Magnolia, Podocarpus, Acer, Prunus, Abies, además de diversas cicadáceas como Dioon, Zamia y Ceratozamia.

Características del suelo o sustrato: A menudo sobre sustrato de caliza, así como sobre laderas de cerros andesíticos, basaltos y muchos otros tipos de rocas. Los suelos son someros o profundos, con abundante materia orgánica y húmedos durante todo el año.

Altitud (msnm): 600 a menos de 2 700.

Clima *: Cf es el más característico, también Af, Am, Aw, Cw. TMA 12 a 23. PMA mayor a 1 000 (1 500 a 3 000).

Bosque de Coníferas

• ? Bosque de Pino Principales características fisonómicas y estructurales: Constituídos por especies de pinos, cuya morflogía foliar (hojas delgadas y flexibles) y disposición de las hojas le da una fisonomía particular. Las comunidades son siempre verdes debido a la fenología de los árboles dominantes. La altura de la comunidad es variable de 8 a 30m o incluso mayor.

• ? Algunos géneros y especies representativos: Diversas especies de Pinus como: P. patula, P. arizonica, P. montezumae, P. hartwegii, P. ayacahuite, P. pseudostrobus, P. engelmannii. A veces presentes otros géneros como: Alnus, Quercus, Juniperus, Arbutus, Salix, Buddleia. Características del suelo o sustrato: Preferentemente en áreas cubiertas por rocas ígneas, en suelos de pH ácido (5 a 7). El color, textura y contenido de nutrientes presentan variaciones considerables de un lugar a otro; son frecuentes las tierras rojas , más o menos arcillosas derivadas de basaltos; los suelos negros o muy oscuros son también frecuentes. Altitud (msnm): 300 a 4 000; la mayoría de 1 500 a 3 000. Clima *: Cw. TMA la mayoría de 10 a 20 (afectadas por heladas). PMA generalmente de 600 a 1 000, aunque los piñoneros se encuetran en zonas de hasta 350. De 5 a 6 meses secos.

• ? Bosque de Abies

• ? Principales características fisonómicas y estructurales: Comunidad densa de árboles de hojas angostas y cortas, que varía de 30 a 40m de altura, aunque puede alcanzar hasta 50m. Las copas de los árboles comunmente presentan un contorno triangular y se ramifican desde niveles relativamente bajos. Usualmente con un estrato arbóreo inferior, y estratos arbustivo, herbáceo y rasante. Algunos géneros y especies representativos: Abies spp. "oyamel" (A. religiosa, A. concolor, A. duranguensis, A. guatemalensis), Quercus, Alnus, Arbutus, Prunus, Garrya. También formando bosques mixtos con Cupressaus, Pinus, Pseudotsuga y Picea.

• ? Características del suelo o sustrato: Típicamente en suelos profundos, bien drenados , pero húmedos todo el año; los sustratos geológicos son muy variados. Altitud (msnm): 2 000-3 000, generalmente arriba de los 2 500. Clima *: Cw. TMA 7 a 15, con mínimas extremas de -12. PMA superior a 1 000. Menos de 4 meses secos.

• ? Bosque o matorral de Juniperus

• ? Principales características fisonómicas y estructurales: Este tipo de vegetación es siempre verde y puede variar desde matorrales de 50cm de alto hasta bosques de 15m (las alturas más frecuentes son 2 a 6m). Por lo general son comunidades bastante abiertas aunque hay excepciones. También denominado bosque escuamifolio por sus hojas escamosas. Algunos géneros y especies representativos: Juniperus flaccida, J. monosperma, comúnmente asociado con Pinus cembroides, J. mexicana, J. comitana, J. monticola, J. deppeana. Conocidos como "cedro", "sabino", "enebro", "táscate", "tláxcal", "nebrito". Características del suelo o sustrato: Prosperan sobre una gran variedad de rocas madres y suelos, incluyendo los alcalinos así como los de contenido moderadamente elevado en sales solubles y de yeso, con drenaje deficiente. A veces en suelos poco profundos, pedregosos de laderas de cerros. Altitud (msnm): 1 600 a 2 000; rara vez por debajo de los 1 500, pero a veces a altitudes inferiores a los 1 000. Clima *: Cw, Cs, Bs. TMA 10 a 20. PMA 500 a 1 000.

Bosque de Quercus

Principales características fisonómicas y estructurales: La mayoría son formaciones densas o al menos cerradas, aunque hay encinares con árboles separados con amplios espacios cubiertos por arbustos y herbáceas. Su altura varía entre 2 y 30m, alcanzando en ocasiones hasta 50m. La fisonomía de estos bosques está notablemente influída por el tamaño de las hojas de las especies que lo forman, que usualmente son de menor tamaño y textura coriácea en áreas secas y de hojas grandes, relativamente delgadas y bellotas grandes en localidades muy húmedas.

Algunos géneros y especies representativos: De zonas húmedas: Quercus insignis, Q. strombocarpa, Q. oocarpa, Q. corrugata, Q. skinneri, etc. En zonas semisecas: Q. oleoide, Q. glaucoides, Q. macrophylla, Q. magnoliaefolia, Q. urbani, etc. De regiones más secas: Q. chihuahuensis, Q. emory, Q. jalisciensis, Q. mohriana, etc.

Características del suelo o sustrato: Se encuentra tanto en sustratos ígneos como sedimentarios, así como en suelos profundos de terrenos aluviales planos, y en suelos rocosos e inclinados o pedregosos, de diferentes texturas (de arcilla a arena), coloración variada (rojos, amarillos, negros o cafés) y, usualmente, de pH ácido (5.5 a 6.5).

Altitud (msnm): 0 a 3 100; el 95% se halla ente 1 200 y 2 800.

Clima *: Cf, Cs, Cx,Af, Am, Aw, BS. TMA 10 a 26; más frecuentemente de 12 a 20. PMA 350 a 2 000; la mayoría entre 600 y 1 200. 0 a 9 meses secos.