Dinàmica de l'ecosistema

2. 1- Introducció
La Terra està formada per diferents capes:
atmosfera, litosfera, hidrosfera i biosfera.
Aquesta última constitueix la part viva de la Terra,
tant prima i fràgil com important.
Que ha fet la biosfera d’important: Posar oxigen a la
Terra, això ha modificat al seu torn la litosfera i la
hidrosfera (oxidacions)

3. ECOSISTEMA = BIÒTOP + BIOCENOSI
L'energia que fa funcionar els ecosistemes és l'
energia solar. Del sol arriba tota l'energia que
permet que l'ecosfera estigui formada
d'organismes vius tal i com ara els coneixem. Els
components del sistema són els organismes que
en formen part i tots els materials i recursos
necessaris perquè l'ecosistema tingui les
característiques que l'identifiquen i el diferencien
d'altres.

4. CONCEPTES
S'anomena nínxol ecològic (“ofici”) d’una espècie,
al conjunt de circumstàncies, relacions amb
l'ambient, connexions tròfiques i funcions
ecològiques que defineixen el paper d’una espècie
dins l'ecosistema.
Vegeu aquest exemple on cada espècie de
sargantana s'ha especialitzat en la caça d'insectes
de diferents mides, malgrat compartir nínxol.

5. Les espècies que pertanyen al mateix nínxol
ecològic, tenen els mateixos predadors,
s’alimenten el mateix i són afectades per les
mateixes variables ambientals. Estableixen
una relació de competència
Si hi ha una forta competència entre dos espècies
disminueix l’amplitud dels seus nínxols ecològics

6. El nínxol ecològic permet que en un àrea
determinada convisquin moltes espècies herbívores
o carnívores o omnívores, havent-se especialitzat
cadascuna en una determinada planta o presa,
sense fer-se competència unes a altres. Això s’ha
assolit a través d’un llarg procés d’especialització i
adaptació.

7. Hàbitat (“l’adreça”): Conjunt de llocs on pot viure
una espècie.
Hi ha espècies que viuen en hàbitats similars,
pertanyen al mateix grup taxonònic i comparteixen
nínxol eològic, però ocupen àrees biogeogràfiques
diferents. Si arriben a desparerèixer aquestes
barreres s’estableix una relació de competència o de
coexistència (Rates, exemple llibre)

9. L’hàbitat del gat salvatge – Felix sylvestris - són els
boscos caducifolis de muntanya, mentre que el seu
nínxol és el de ser caçador nocturn de rosegadors

10. Nútrició
Autòtrofs: Fotosintètics i quimiosintètics: Plantes,
algues, cianobacteris, bacteris que fan la fotosíntesi
anoxigènica i bacteris quimiosintètics (ex:
Nitrificants)
Heteròtrofs:
Digestió interna: Animals i protozous
Digestió externa: Fongs i bacteris.
S’estableixen unes cadenes alimentàries entre ells i
cada baula representa un nivell tròfic

11. 2- Flux de matèria i energia:
Nivells tròfics
Els organismes autòtrofs. Són els pilars bàsics de tots els
ecosistemes. Productors primaris
Els herbívors, que mengen els vegetals. Consumidors
primaris
Els carnívors, que mengen altres animals.
Consumidors secundaris.
Els organismes descomponedors .Fongs i bacteris:
Són els que digereixen la matèria orgànica, transformant-
la en humus i finalment en matèria inorgànica. Fan
digestió externa.
Transformadors, converteixen els compostos
inorgànics dels anteriors amb compostos directament
utilitzables pels productors. Bacteris

12. Altres nivells
Detritívors:S’alimenten de fragments de les restes
d’animals i plantes.Ex: Cucs de terra
Carronyaires: S’alimenten de cadàvers. Ex: Voltor
Superdepredadors. Depredadors de carnívors. Ex:
Àguila
En resum és pot parlar de consumidors terciaris,
quaternaris...i es pot parlar de la via
Carronyaires Detritívors Descomponedors

13. No ho comfonguis!!!!
Hàbitat Nínxol ecològic Nivell tròfic
Lloc (espais) que
ocupa dins
l'ecosistema.
Condicions
ambientals de
l'ecosistema que
li són favorables.
Estratègies de
supervivència.
Funció dins
l'ecosistema
Posició que
ocupa en la
cadena tròfica,
de qui s'alimenta i
a qui alimenta
dins l'ecosistema

14. Productors primaris: Fixadors de l’energia del
sol mitjançant la fotosíntesi a través de la
clorofil.la

16. 3- Cadenes i xarxes tròfiques
Cadena tròfica: És el procés de transferència
d’energia a través d’una sèrie d’organismes

17. Xarxa tròfica
Conjunt de cadenes tròfiques d’un ecosistema
ANTÀRTIDA

20. Xarxa tròfica del sòl

21. Cicle de matèria i energia
Terra: la matèria descriu un cicle. Es recicla
Energia:
 Productors primaris: Sol----energia química
 Energia química: S’utitlitza per a fer funcionar l´ecosistema
(creixement ) i al final Passa a energia calorífica (Respiració
i fermentació)
 L’energia disponible per a cada nivell tròfic superior va
disminuint.

22. Flux energia

23. La Matèria és recicla

24. 4- Biomassa i Producció
Una part de l’energia que es fixada es consumeix
amb la respiració i no s’incorpora. De l’energia
fixada per cada nivell tròfic tan sols un 10% es
aprofitada pel nivell següent
BIOMASSA: Quantitat de massa de matèria viva o
morta en un moment determinat. Es mesura en
kg/ha en els ecosistemes terrestres i en kg/m3
en els
aquàtics

25. PRODUCCIÓ
Ens mesura la taxa de renovació de la biomassa, és
a dir l’increment de biomassa en un temps
determinat. Ens dona una idea de la quantitat de
biomassa que passa al següent nivell tròfic.
Unitats de mesura en els ecosistemes terrestres:
kg/ha/any
Producció neta: Quan hem restat a la producció total
la part consumida en la respiració/fermentació

26. Taxa de renovació
Producció/Biomassa
Ens indica la velocitat de renovació de la
biomassa.
Temps de renovació
Biomassa/Producció
Ens indica el temps que triga en renovar-se tota la
biomassa.

27. Exemples
Fitoplàncton:
Les algues i cianobacteris unicel.lulars del
fitoplàncton dupliquen la seva biomassa cada 24
hores. Es a dir la seva taxa de renovació (P/B) és
molt elevada. Poden mantenir una elevada
abundància malgrat el zooplàncton en consumeixi
en elevades quantitats.

28. Vegetals terrestres: La taxa de renovació no és tan
elevada. Els arbres per terme general fan fulles i
fruits una vegada l’any. Per tant la proporció entre el
que es pot retirar i la biomassa és molt petit

29. Ecosistemes equilibrats
La producció d’un nivell tròfic ha de ser igual a
l’explotació
La producció d’un nivell tròfic és el 10% de la
producció del nivell anterior.
Exemple: Bosc del llibre (p.175)
Conclusió: A un animal li surt més profitós alimentar-
se de plantes que d’animals.
Això explica perquè són més vlnerables els animals
que els troben en els llocs més alst de les xarxes
tròfiques (Linx, catxalots)

30. 5- Piràmides tròfiques
Ja sabem que únicament un 10% de l'energia passa d'un
nivell tròfic al següent. Si volem representar i comparar el
diferents nivells tròfics d'un ecosistema apareixeran com
una torre de pisos de magnitud decreixent, més o menys
com una piràmide

31. Piràmide de Biomassa
Piràmide de biomassa invertida. Es
pot explicar a partir d'una taxa de
renovació més ràpida dels productors
primaris (Fitoplàncton)

32. Piràmide de producció
Aquest tipus de piràmide no pot invertir-se en cap
cas, ja que l'energia que posseeix un nivell que
sustenta un altre és sempre major. Recordeu la
regla del 10%.

33. Producció Primària i secundària
PPN (producció primària neta)= PPB (Producció
primària bruta-Ra (Respiració autòtrofs fotosintètics)
PS (Producció Secundària) = Producció dels
consumidors, descomponedors i transformadors.
PNE (Producció neta de l’ecosistema)= PPB
- (Ra + Rh)

34. PNE = 0. Ecosistemes Madurs
PNE>0. Ecosistemes Joves
PNE<0. Ecosistemes contaminats:
Eutrofització: En ambients aquàtics amb exessiva
quantitat de nitrats i fosfats el fitoplàncton prolifera i
esgota l’oxigen que no està a disposició del
zooplàncton i per tant els peixos acaben per
desaparèixer. Marea roja
Peixos de riu morts

35. Medi Marí

36. Flux d’energia
L’energia que arriba a les altes capes de l’atmosfers és de 2 cal/cm2
.min
(Constant solar)

37. Energia de l’ecosistema
El 45% de l’energia incident del sol arriba a la
superfície de la Terra
PRODUCTORS:
Tan sols el 0,1% de l’energia solar es transforma en
energia química via fotosíntesi.
Causa de la poca eficiència: manca de fosfats,
nitrats i aigua ( en els ecoistemes terrestres ).
Producció mitjana ecosistemes terrestres:
300gC/m2
.any
Producció mitjana ecositemes aquàtics:
100gC/m2
.any

38. CONSUMIDORS:
•1% de la biomassa total
•Regla del 10%: L’energia disponible és el 10% de la
producció del nivell inferior
•Áliment ingerit pels animals:
-70% respiració
-20% descomponedors
-10% creixement i reproducció (producció:
disponible pel següent nivell)

39. On va la biomassa no disponible?
Descomponedors
Matèria orgànica no ingerida ni assimilada:
carronyaires o necròfags (també copròfags)-
detritívors-descomponedors (fongs i bacteris)-
transformadors
Selves: 90% producció vegetal: via descomponedors.
Ecosistemes terrestres: biomassa bacteris>biomassa
animals
Ecosistemes aquàtics: Biomassa bacteris similar a la
dels animals

40. DESCOMPONEDORS
Per què la cadena alimentària productors-
hervíbors-carnívors és tan poc eficient?
- Tota la PP no es consumida pels hervíbors, ni tota la
d’aquests es consumida pels carnívors.
- No totes les estructres són assimilables pel nivell tròfic
següent. Ex: cel.lulosa
- No tot l’aliment s’inverteix en producció( pèrdues per
respiració)
- No tota la producció perdura en l’individu: estructures que
es van renovant (mudes, pèls, ungles...)

41. Exemple: Flux d'energia en un ecosistema
terrestre (energia expressada en kcal.m-2
.dia)

42. 1) Compareu els valors de la producció primària neta
amb els de la producció secundària neta. Justifiqueu
les diferències.
2) Justifiqueu, amb l'ajut de la informació de
l'esquema, el fet que el nombre de nivells tròfics de
qualsevol ecosistema sigui limitat.
3) Comenteu quin camí seguirà a l'ecosistema la
biomassa vegetal i la matèria continguda als
excrements dels herbívors. Quins oganismes hi
participen?

43. 1) L'alumnat ha d'observar i comentar que al llarg dels diferents nivells
tròfics d'un ecosistema es produeixen pèrdues d'energia per respiració i
també pèrdues en forma de biomassa no assimilada o no utilitzada.
Aquestes pèrdues es produeixen sempre en qualsevol ecosistema i
determinen que hagi una important diferència entre els valors de
producció neta primària i els de secundària. L'alumnat ha de
reconèixer que aquesta diferència entre un i altre nivell és d'un 10%.
Segons la regla del 10% l'energia que passa d'un nivell tròfic a un altre és
aproximadament un 10% de l'energia acumulada en ell.
Cal valorar positivament el fet que algun alumne/a calculi que 4
(producció secundària neta) és el 10% de 40 (producció primària neta)
sts organismes a l'ecosistema.

44. 2) L'alumnat ha de fer referència al fet que les importants
pèrdues que es produeix en el trànsit d'energia d'un nivell
a un altre en forma de processos respiratoris, matèria no
utilitzada i matèria no assimilada, impedeixen que hi hagi
un número il·limitat de nivells tròfics, donat que
s'arriba a una situació en què l'energia emmagatzemada
en forma de producció neta no és suficient per mantenir
individus de nivells tròfics superiors.
3) L'alumnat ha de raonar que aquesta matèria orgànica
serà transformada en diversos compostos inorgànics per
l'acció dels organismes descomponedors (principalment
bacteris i fongs) de forma que podran ser aprofitats pels
productors i retornar a les xarxes tròfiques.
(Es valorarà positivament el fet que l'alumne/a parli
d'organismes copròfags, necròfags, detritívors, però no
serà exigible)
Cal que l'alumnat remarqui la important funció que
desenvolupen aque

45. Bioma: Ecosistema que ha assolit un estat màxim
de desenvolupament i equilibri i roman com a tal,
amb les seues particularitats diferencials,
condicionat pels fàctors climàtics de la regió on es
troba. En aquest enllaç podeu estudiar els
principals biomes de la Terra.

46. Ecosistemes aquàtics
Zona fòtica: Iluminada i amb oxigen. Limitada pels
nutrients: Fòsfats i nitrats.
Zona afòtica: Cadena descomponedors. Reciclatge
de nutrients
Fitoplàncton: Elevada taxa de renovació. Estructures
per mantenir la flotabilitat ( no tenir llum significa la
mort!!!)
Zones d’aflorament: Zones on els nutriens afloren a
la superfície degut a les corrents oceàniques i als
vents. Això suposa una gran abundància de pesca

47. Zones d’aflorament

48. Upwelling areas

49. Que frena la PP ?
Disminució de la llum en profunditat
Elsnitrats i fosfats es troben en profunditat
Manca d’oxigen en zones profundes. Això ocorre
principalment en zones amb gran aport de matèria
orgànica: Els bacteris acaben amb l´oxigen i l’aigua
es “podreix” (fermentació).

50. Ecosistemes terrestres
Plantes: Estructures perdurables per on circulen els
nutrienst (troncs i branques)
Limitació d’aigua: Energia que mou l´aigua
(evapotranspiració i capilaritat)
Organització vertical (llum) i horitzontal (muntanyes i
valls)

51. Comparem:
AQUÀTIC TERRESTRE
PP passa al zooplàncton
PP s’inverteix en
reproducció
Reciclatge de matèria lent:
PP 100 gC/m2
.any
Taxa renovació fitoplàncton
ràpida
Clorofil.la= 0,01-0,1g/m2
PP passa als detritívors
PP s’inverteix en creixement
PP: 300 gC/m2
.any
Taxa renovació de les fulles
i troncs lenta
Clorofil.la= 0,5-1g/m2

52. 6- L'ecosistema en el temps:
Successió ecològica
Tot ecosistema, com qualsevol sistema dinàmic, va
canviant amb el transcurs del temps. Definim
successió ecològica com un conjunt de canvis
seqüèncials, no cíclics, de durada variable que poden
produir variacions profundes en les característiques de
l'ecosistema original La successió ecològica
manifesta la tendència a l'autoorganització .
S'anomena clímax a l'ecosistema que es forma al
final de la successió
6- L'ecosistema en el temps:
Successió ecològica

53. Successió primària: Aquella que s’inicia en un àrea on
abans no existia cap biocenosi; por exemple, zones de deltes que
s’estan formant, illes volcàniques d’origen recent, etc

55. Succesió secundària: es desenvolupa en una zona
on han existit comunitats sotmeses a un procés de
regressió. El biotop havia estat ocupat anteriorment per
una altra comunitat que va ser destruïda (foc, cultius,
tales, etc); sempre queden però, llavors o formes de
resistència que regeneren l'ecosistema.
Per exemple, després d'un incendi, hi ha plantes
adaptades a rebrollar gràcies a òrgans
subterranis (espàrrecs, plantes bulboses) o
aèris (surera, olivera), o bé a partir de llavors
(pi)
Vídeo successió
UN altre video successió

56. Característiques successions
Primeres espècies: Estratègia r
Després van arribant espècies amb estratègia K :
Arrels llargues, llavors, fruits...Cicle vital llarg
P/ B es va reduint. La comunitat quan arriba al seu
clímax té una PN=0 i ha arribat a la màxima
biomassa. Tenim un ecosistema madur.
La diversitat i complexitat augmenten (adaptacions)
Ecosistema estable: Independent de les variacions
del medi.

57. 7- CICLES BIOGEOQUÍMICS.
Animacions
- L'energia flueix unidireccionalment en els
ecosistemes perquè és captada inicialment pels productors i
es dissipa finalment en forma de calor.
- El cicle de la matèria forma un sistema tancat en
el qual flueixen de manera cíclica, ja que la quantitat de
matèria existent al planeta sempre és la mateixa (sense
considerar l'aportació exígua dels meteòrits).
Aquests elements estan disponibles a la biosfera, en més o
menys quantitat, i poden formar part de la matèria viva o de
la matèria inerta (roques, gasos de l'atmosfera, substàncies
dissoltes en aigua, etc), segons la forma química sota la
qual es presenten.

58. El cicle descrit a l'esquema, el mostra sense els efectes de
les transformacions produïdes per l'home per donar una idea
de què aquest és un cicle on els organismes tenen un paper
central des de l'inici de la vida.

59. A la biosfera el fòsfor es comporta com un element
preciós, un nutrient que les plantes (i també els animals)
procuren no perdre, utilitzar-lo molt eficientment; un veritable
tresor que amb les seves incomptables voltes és un element
clau per mantenir la vida a la Terra, per fer funcionar la
biosfera.

60. CICLE DEL NITROGEN

62. Webs d’interès
Web CTMA
Ecologia UB