Niveles tróficos y calidad de energía

NIVELES TRÓFICOS Y CALIDAD DE ENERGÍA

OBJETIVOS:

1. Definir y hacer un diagrama una cadena alimenticia, distinguiendo los niveles tróficos, (jerárquicos) usando símbolos de energía;

2. Ilustrar la capacidad de sustentación de un sistema;

3. Diferenciar entre energía y Energía

4. Calcular el valor para Transformidad en la cadena alimenticia de una vegetación;

5. Comparar la energía relacionada con la sociedad de manufactura moderna con la sociedad agrícola.

En el Capítulo 3 se ha estudiado una Red Alimenticia. En este Capítulo, consideraremos a las redes alimenticias como cadenas de transformaciones sucesivas de energía.

Para investigar cambios de energía relacionados con la red alimenticia, frecuentemente es conveniente reorganizar la red en una simple cadena alimenticia. La cadena alimenticia puede ser dividida en niveles categorizados por los tipos de alimentos que los organismos consumen. Estos pasos son denominados niveles tróficos.

4.1 Una cadena alimenticia cuantitativa.

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Figura 4.1 Cadena alimenticia de la vegetación con niveles de transformación

sucesiva de energía. Se omite la retroalimentación de los servicios.

Figure reprinted with permission from

Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802)

Copyright CRC Press, Boca Raton, Florida - 1997.

La cadena alimenticia de una vegetación se presenta en la Figura 4.1. La relación de energía entre las partes de una cadena, puede ser fácilmente observada. Aproximadamente 1 000 000 (1 millón) de joules de la luz solar son representados contribuyendo a la fotosíntesis. Parte de esta, es luz solar directa; parte es energía solar que cae en el océano para enviar lluvia a la floresta. Cerca de un 1 % de esta energía es transformada, por los productores de la vegetación, en biomasa vegetal. En otras palabras, cerca de 10 000 joules de árboles nuevos y otras plantas son producidos por año. 999 000 joules se pierden como energía necesaria utilizada durante el proceso de producción. La eficiencia de uso de la energía solar, es por tanto:

10 000 = 1 ó 1%

1 000 000 100

La faja de eficiencia para la fotosíntesis, en diferentes especies de plantas, está entre 0,01- 2%. Estas eficiencias son bajas porque la luz solar es muy 'diluida', y son necesarios muchos pasos sucesivos y extensiva maquinaria celular (que contiene clorofila) para concentrarla y obtener una energía de alta calidad. Las plantas están envueltas en el proceso fotosintético desde hace varios billones de años, por lo tanto, esto debe ser la manera mas eficiente de usar la energía solar. Esta idea es importante cuando la energía solar es considerada como fuente de energía para sistemas humanos.

A cada nivel sucesivo de nuestra cadena alimenticia forestal, cerca de 10% de la energía disponible para aquel nivel, es convertida en nueva biomasa. Esta faja también se aplica a productores, los cuales consumen 90% de su propia producción durante la respiración.

1 000 000 joules de energía solar que sustentan la vegetación en un año se convierten en:

10 000 joules de energía transformada (dentro del produtor fotosintético), de los cuales:

1000 joules es nueva biomasa del productor, la cual es consumida para producir:

100 joules de nueva biomasa del consumidor primario, la cual es consumida para producir:

10 joules de nueva biomasa del consumidor secundario, la cual es consumida para producir:

1 joule de nueva biomasa del consumidor terciario.

Esto puede ser resumido diciendo que, para producir 1 joule de consumidor terciario (como una serpiente) se necesitan 1 000 000 joules del sol y de lluvia.

4.2 Capacidad de sustentación.

La capacidad de sustentación de un área, es la cantidad de varios tipos de organismos que pueden vivir en esta área sin perjudicar los recursos básicos. Generalmente, cuanto mas energía fluye hacia un área, mayor será su capacidad de sustentación. Con menos energía, la capacidad de sustentación es menor. Por ejemplo, si la cantidad de luz solar que cae en la vegetación es disminuida por causa de polvo en el aire, la capacidad de sustentación en la población de la vegetación se reduce. Recursos como los nutrientes también contribuyen a la capacidad de sustentación de la población.

La capacidad de sustentación de un área, para ciertos organismos, depende de donde están ubicados en la cadena alimenticia. Generalmente, un área puede soportar muchos productores (en el extremo izquierdo de la cadena alimenticia) y pocos consumidores de alta calidad (en el extremo derecho). Por ejemplo, en el rancho de la Figura 4.2 crecerá más pasto que ganado.

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Figura 4.2 Cadena alimenticia de un rancho de ganado, soportando seres humanos

(a) con niveles de energía de transformación;

(b) mostrando retroalimentación de servicios.

Significado de las letras usadas: T, dientes; SM, estómago; MU, músculos.

4.3 Calidad de energía.

Consideramos la energía de la derecha como de alta calidad, porque se utilizan muchos joules en el extremo izquierdo de la cadena para hacer pocos joules en la derecha. Un gramo de serpiente recibe mas energía para ser producida que un gramo de árbol; por tanto, la serpiente es energía de alta calidad. La calidad de energía es menor en la izquierda y aumenta en cada paso a lo largo de la cadena.

4.4 Relaciones de energía en un sistema simple de granja.

Imagine una pequeña granja de ganado: en esta el granjero cultiva el pasto, el ganado pasta y luego, este es usado como única fuente de alimentos. La energía usada en la manutención del sistema proviene del trabajo del granjero. La cadena alimenticia para este sistema simple de una granja es representada en la Figura 4.2 (a).

Observe como se representado el ganado. El ganado realmente posee dos niveles tróficos en el interior de su cuerpo. Ellos comen pasto, que es previamente digerido por microorganismos en sus intestinos, luego los microorganismos y el pasto restante son digeridos y absorbidos

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