abundancia funcionamiento del ecosistema (e.g. producción) ¿para qué? ecología de poblaciones en...
TRANSCRIPT
abundancia
Funcionamiento del ecosistema (e.g. producción)
¿Para qué?
Ecología de Poblaciones en Agronomía
Especies claves
Especies dominantes
Poblaciones en agronomía
cultivos anuales
Poblaciones en agronomía
forrajeras perennes
malezas
insectos plaga
patógenos
biocontroladores
POBLACIONES NIVEL FOCAL
COMUNIDADES
NIVEL DE PROYECCION
INDIVIDUOSNIVEL EXPLICATIVO
Manejo o control de una población
Identificación del problema
Patrones
Mecanismos Comprensión
Predicción Modelos
DescripciónEstados
Procesos
ESTADOS (= estructura poblacional)
N
tiempo•Densidad
•Estructura de edades
•Patrón de distribución espacial
•Frecuencias génicas
para un tiempo “t”
Tamaño y Densidad
Poblacional (N, ƪ )
E. edades o estadíos dedesarrollo
E. genética
E. espacial
ESTRUCTURA POBLACIONAL
PROCESOS (= dinámica poblacional)
PROCESOS POBLACIONALES
P. DEMOGRAFICOS
Variaciones en la estructura demográfica (tamaño o densidad poblacional y/o estructura de edades) en el TIEMPO
P. EVOLUTIVOS
Variaciones de la estructura genética (frecuencias génicas ) en el TIEMPO
P. ESPACIALES
Variaciones en la estructura demográfica y/o genética en el ESPACIO
N
tiempo
•Crecimiento poblacional
•Migración
•Evolución genética
por unidad de tiempo
dN / dt
tiempo
dN/dt
PATRONES
PATRONES de crecimiento poblacional
(estructuras o dinámicas que escapan al azar)
N
t
es este un patrón?
N
N
t
dos situaciones contrastantes:
ESTRUCTURA ESPACIAL
Patrones de distribución
Regular o uniforme
Aleatorio
Agrupado
… una cuestión de escalas ...
Determinantes básicos del patrón de distribución.
-Distribución de las plantas madre-Mecanismos de dispersión de propágulos-Intercepción de la lluvia de semillas-Distribución de “sitios seguros”-Arquitectura de la planta y comportamiento de “forrajeo”
Limitación de disponibilidad de propágulos vs.
disponibilidad de sitios seguros.
persistencia y
crecimiento de metapoblaciones
tasa de recolonización
tasa de extinción
atributos vegetativos
(competencia, tolerancia)
estructura y dinámica
del paisaje
atributos regenerativos (fecundidad, dispersión)
Paisaje:
• “una porción heterogénea de la superficie terrestre, compuesta por un conjunto de ecosistemas interactuantes” (Forman y Godron 1986)
• “un mosaico de tipos geomorfológicos, tipos de vegetación y tipos de uso de la tierra” (Urban et al. 1987)
estructura del paisaje
tamaño, forma y calidad de los
parches
calidad de la matriz
corredores
fragmentación
simplificación
conectividad
Influencias de la forma (efecto borde)
• en la intensidad y calidad lumínica,
• en la intensidad del viento,
• en el flujo de agua,
• en la humedad relativa atmosférica,
• en la disponibilidad de propágulos,
• en la densidad de herbívoros, predadores y parásitos.
Estructura del paisaje e impacto sobre Meligethes aeneus (Thies y Tscharntke 1999)
Influencias del aislamiento temporal
• fragmentaciones recientes pueden actuar como refugio de herbívoros y predadores inmigrantes,
• y pueden soportar individuos de especies muy longevas pero destinadas a la extinción local
Influencias del aislamiento espacial - conectividad
• Depende tanto de la distribución de hábitats en el paisaje como de la movilidad de los organismos.
• un mismo paisaje puede representar distintos grados de conectividad según la estrategia de dispersión.
• los corredores son capaces de reducir las tasas de extinción y/o aumentar las tasas de inmigración
Procesos fundamentales involucrados en la determinación de una respuesta, un patrón o dinámica particular de las poblaciones
MECANISMOS POBLACIONALES
Determinación del tamaño poblacional
Mecanismos denso-independientes
Mecanismos denso-dependientes
¿Cómo resulta determinado N (o la densidad) bajo distintos modelos de crecimiento poblacional?
¿De qué depende el valor de N en un momento “t” en cada caso?
N
t
NN
tt
SISTEMAS EN EQUILIBRIO
SISTEMAS FUERA DEL EQUILIBRIO
ABUNDANCIA
CARACTERES VEGETATIVOS
SUPERVIVENCIACOLONIZACIONINVASION
CARACTERES REGENERATIVOS
pasado FILTRO AMBIENTAL actual
Crecimiento y supervivencia denso-dependientes
- jerarquización de tamaños
- autorraleo
Mecanismos denso-dependientes o de regulación poblacional
mortalidad denso-dependiente:
ley de autorraleo
fecundidad / natalidad denso-dependiente:
relaciones rendimiento vs. densidad en cultivos
b d
N
MODELOS DEMOGRÁFICOS
N
N
t
¿De qué depende el valor de N en un momento “t” en cada caso?
r, N y t (desde el último disturbio)
“r” estrategas
r, N, t, pero, la mayor parte del tiempo, de K
“K” estrategas
Adultos
Nt=0
Adultos
Nt=1
SEMILLAS Producidas
SEMILLAS INMIGRANTES
SEMILLAS EMIGRANTES
Emigración
Mortalidad (death)
Procesos demográficos básicos
Nt=1 = Nt=0 + B – D + I + E
Inmigración
Natalidad (birth)
Tabla de vida diagramática
Adultos
Nt=0
Adultos
Nt=1
SEMILLAS Producidas
LLUVIA de SEMILLAS SUELO
SEMILLAS INMIGRANTES
SEMILLAS SUPERFICIALES
SEMILLAS PROFUNDAS
PLANTULAS
JUVENILES
SEMILLAS EMIGRANTES
Adultos
Nt=0
Adultos
Nt=1
Nt=1 = Nt=0
ƴ
w = wm(1 + aN)-b
w = peso seco medio por planta
wm = peso seco medio de plantas aisladas (máximo)
a = área requerida para alcanzar el peso seco max. (wm)
b = eficiencia de uso de los recursos
Competencia intra-específica:
B = wN
B = wmN(1 + N)-b Ley de los rendimientos constantes (Shinozaki and Kira, 1956).
donde : coeficiente de competencia intraespecífica
B (g/m2)
N
w (g/planta)
w -b = A + BN
si b = 1
A = 1/wm and B = /wm
w = 1/[1/wm + N/wm]
Ley de los rendimientos recíprocos
1/w
N
Mortalidad denso-dependiente (autorraleo)
N = Ni(1 + mNi)-1
N
Ni
Crecimiento denso-dependiente bajo autorraleo
w = cN-k
k=-3/2 Ley de Autorraleo
k=-1 Ley de los Rendimientos constantes
Log (w)
Log (Ni)
k=-3/2
k=-1
Fecundidad denso-dependiente: Producción de semillas por planta vs. tamaño
s = c w k - a
w
s
Firbank y Watkinson 1986
s = c w k
w
s log (w)lo
g (s
)
Jerarquización de tamaños
w
F
Fecundidad tamaño-dependiente
w
s
Firbank y Watkinson 1986
s = c w k
s
densidad
Rto. granos.
densidad
Influencias de la posición del parche en el paisaje
• puede condicionar el flujo de materia (incluyendo semillas!) y energía entre el fragmento y la matriz.
Poblaciones remanentes
Meta-poblaciones
Dinámica de poblaciones vegetales a escala de paisaje
t
esp
aci
o
Eriksson, 1996
Poblaciones fuente-destino
Tipos de modelos demográficos
Supuestos
Modelos deterministas y no espaciales
Recursos ilimitados
Acceso uniforme a los recursos
Ambiente constante
Ambiente predecible
Ambiente uniforme
Un estado exponencial X X X X X
logístico X X X
Multi-estado
tabla de vida X X X X
Simulación dinámica
X X