El flujo de energía en los ecosistemas

El flujo de energía en los ecosistemas

José M. Paruelo y William Batista

Introducción

El flujo de energía es uno de los modelos conceptuales que mejor organizan el

conocimiento disponible acerca del funcionamiento de los ecosistemas. En tal sentido

constituye un valioso auxiliar didáctico en el ecología. El diagrama de flujo de energía

establece un puente entre disciplinas al relacionar conceptos físicos tales como las leyes de

la termodinámica, con procesos bioquímicos, como la fotosíntesis y la respiración, o

biológicos, como las interacciones entre especies. Da a su vez un marco conceptual común

para comprender los procesos que ocurren en sistemas naturales y en sistemas manejados o

modificados por el hombre tales como los ecosistemas urbanos y los agroecosistemas.

Uno de los aspectos claves en la discusión del flujo de energía es identificar el nivel de

organización a la cual tienen lugar: el ecosistema. El ecosistema abarca a la comunidad

biótica y a su ambiente físico. Este cambio en el nivel de organización tiene consecuencias

muy importantes en nuestra percepción del objeto de estudio. Para el análisis de la

transferencia de energía en el ecosistema dejamos de considerar a las poblaciones

individuales y en cambio agrupamos los organismos de acuerdo a sus similitudes en cuanto a

la fuente de energía que utilizan: productores, consumidores primarios o secundarios,

descomponedores. Muchos procesos clave a nivel de individuo (acumulación de biomasa) o

de población (tasas de crecimiento) se integran en nuevos procesos (la productividad o el

consumo) a este nivel de organización.

Un recurso particularmente útil en la discusión del flujo de energía en el ecosistema es

la comparación entre sistemas naturales y sistemas manejados por el hombre. Los cambios

en las magnitudes de los flujos, los mecanismos de modificación de esos flujos y los recursos

para lograrlos permiten mejorar nuestra percepción de los límites impuestos por la naturaleza

a los agroecosistemas. En este capítulo discutiremos los aspectos claves del flujo de energía

en los ecosistemas. Este capítulo se organiza en torno de los aspectos que consideramos

más importantes para la comprensión de los procesos de transferencia de energía en el

ecosistema. Estos incluyen la definición de sistema y modelo, la conexión entre las leyes de la termodinámica y el funcionamiento de los ecosistemas, la idea de eficiencia trófica y tiempo

de residencia, la identificación de los controles ambientales de los distintos flujos parciales y

las consecuencias de las acciones de manejo sobre el funcionamiento de los ecosistemas.

Finalmente presentamos una serie de ejercicios o actividades que ejercitan el uso de los

conceptos relacionados al flujo de energía.

Sistemas y modelos

En nuestra vida cotidiana estamos acostumbrados a tratar con sistemas. El aula, la

escuela o la ciudad son sistemas cuya estructura nos resulta familiar y de los cuales

formamos parte. Si bien cada uno de nosotros es un individuo con características únicas,

para describir la estructura de un sistema agrupamos individuos de acuerdo a una serie de

características comunes. Así, en el sistema ”escuela” podemos reconocer el conjunto de los

alumnos, docentes, no-docentes, padres y autoridades. Este agrupamiento de individuos no

es el único posible. Podríamos dividir el componente “alumnos” en “alumnos de 1er año” y en

“alumnos de años superiores”. Análogamente el componente “docentes” podría ser dividido

en “docentes de ciencias exactas y naturales”, “docentes de materias humanísticas” y

“docentes de materias artísticas”. Al hacer este nuevo agrupamiento estaremos definiendo

una nueva estructura para nuestra representación del sistema “escuela”, para nuestro

modelo de “escuela”. Un modelo más detallado del sistema no necesariamente será mejor.

Su bondad estará asociada a la capacidad de describir los aspectos del funcionamiento que

nos resulten importantes. ¿A qué hacemos referencia cuando hablamos de funcionamiento?

El funcionamiento hace referencia a las interacciones, a los flujos, que tienen lugar entre los

componentes del modelo de nuestro sistema. En el sistema “escuela,” el flujo más importante

será el de conocimiento. El funcionamiento quedará definido por la magnitud y características

de este flujo.

Los componentes de los ecosistemas pueden, de manera análoga a nuestro ejemplo con

el sistema escuela, ser definidos con distintos criterios o grado de agregación según el

aspecto del funcionamiento a

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