abundancia funcionamiento del ecosistema (e.g. producción) ¿para qué? ecología de poblaciones en...

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