Fundamentos de Ecología: Ecosistema Urbano, Eutrofización, Dinámica de Poblaciones y Biodiversidad

Ecosistema Urbano

Características principales

• Biotopo: Muy alterado; produce una gran cantidad de calor.
• Biocenosis: Domina el ser humano; los demás seres vivos son secundarios. Existe poca relación biológica equilibrada entre ellos, encontrándose todo al servicio de las personas.

Metabolismo urbano

Es un sistema heterotrófico que depende de la producción primaria de otros lugares exteriores. Introduce grandes cantidades de materia y energía. No aprovecha adecuadamente la energía solar, se desaprovecha el agua de lluvia y apenas se reciclan los residuos. Además, consume abundante oxígeno (O₂) sin regenerarlo y emite gran cantidad de dióxido de carbono (CO₂) sin consumirlo.

Problemas asociados

• Emisión excesiva de calor procedente de combustibles fósiles.
• Sistema ecológicamente desequilibrado con una elevada generación de residuos y falta de reciclaje suficiente.
• Su crecimiento agrava los problemas: ocupación de campos y alteración medioambiental notable, necesidad creciente de transporte y problemas de circulación, mayor demanda de materia y energía, proliferación de residuos y tendencia al envejecimiento y deterioro de los cascos urbanos centrales.

Factores de un Ecosistema

1. Factores abióticos

Incluyen la temperatura, humedad, presión y salinidad. Para cada organismo existen unos límites máximos y mínimos de tolerancia ambiental conocidos como límites de tolerancia; cuando un factor sobrepasa estos umbrales se convierte en un factor limitante.

Clasificación según el margen de tolerancia:

• Especies estenoicas (esteno): Poseen un estrecho margen de tolerancia para un factor determinado. Entre ellas se encuentran los microorganismos higrófilos (que requieren un grado elevado de humedad) y xerófilos (adaptados a vivir con escasez de agua).
• Especies eurioicas (euri): Disponen de un amplio margen de tolerancia. Soportan cantidades moderadas de agua, alternancia de estaciones secas y húmedas, amplias oscilaciones térmicas o cambios rápidos y drásticos de salinidad.

2. Factores bióticos

Son factores densodependientes. Los seres vivos que pertenecen a la misma especie constituyen una población y establecen relaciones intraespecíficas que determinan la dinámica poblacional. El conjunto de poblaciones de diferentes especies que coexisten en un área concreta forma una comunidad (biocenosis).

El nicho ecológico representa la función o papel ecológico que cumple una especie dentro del ecosistema.

Tipos de especies según su estrategia ecológica:

• Especialistas: Ocupan un nicho ecológico reducido. Son estrategas de la K, adaptadas a maximizar la eficiencia y mantener el tamaño de su población en torno a la capacidad de carga del medio.
• Generalistas: Presentan un nicho ecológico amplio. Son estrategas de la r, con pocas exigencias respecto a las variables ambientales; su abundancia suele fluctuar y ser más inestable que en las especies de la K.

Eutrofización

Es una forma de contaminación de las masas de agua producida por un aporte excesivo de nutrientes que supera la capacidad de autodepuración natural del medio acuático, provocando una proliferación masiva de organismos productores primarios y una gran acumulación de materia orgánica (MO). El riesgo de este crecimiento explosivo es mayor cuanto menor sea la dinámica y renovación de las aguas.

Fases del proceso

1. Aporte excesivo de nutrientes: Fundamentalmente fósforo (el principal factor limitante) y nitrógeno (que también puede ser fijado por cianobacterias). Los fosfatos proceden mayoritariamente de abonos, fertilizantes agrícolas, vertidos agropecuarios, residuos alimentarios y detergentes.
2. Proliferación descontrolada de organismos fotosintéticos superficiales: El fitoplancton y las algas enturbian el agua y reducen la profundidad de la zona fótica. Al morir, generan una gran masa de materia orgánica que cae al fondo.
3. Oxidación y agotamiento del oxígeno: La descomposición bacteriana aeróbica consume el oxígeno disuelto, alcanzando condiciones de anaerobiosis. En estas condiciones, la materia orgánica fermenta y se desprenden compuestos tóxicos y malolientes como ácido sulfhídrico (H₂S) y metano (CH₄).

Efectos ecológicos

• Aumento desmedido de la vegetación acuática y ruptura del equilibrio biológico.
• Anoxia (falta de O₂) y desaparición masiva de la fauna acuática.
• Elevada turbidez, coloración verdosa, malos olores y degradación de las propiedades organolépticas del agua, generando riesgos para la salud pública.

Medidas correctoras

• Reducción en origen del aporte de nutrientes (depuración de aguas residuales, regulación de fertilizantes y detergentes).
• Técnicas de control biológico y mecánico para limitar el crecimiento algal.

Gradientes Térmicos Atmosféricos: GAS y GVT

Gradiente Vertical de Temperatura (GVT)

Representa la variación vertical de la temperatura del aire en condiciones atmosféricas estáticas o de reposo. Su valor medio aproximado es de 0,65 ºC por cada 100 metros de elevación. Este valor experimenta importantes variaciones en función de la altitud, la latitud geográfica y la estación del año.

Gradiente Adiabático Seco (GAS)

Su valor estándar es de 1 ºC por cada 100 metros. Se califica como «seco» porque el agua que contiene se encuentra exclusivamente en estado de vapor (sin condensación). A diferencia del GVT, el GAS es un gradiente dinámico, ya que actúa sobre una masa de aire en movimiento vertical debido al desequilibrio térmico con el entorno.

De acuerdo con las leyes de los gases (P · V / T = constante):

• Durante los ascensos: La presión atmosférica disminuye, la masa de aire ascendente se expande (aumenta su volumen) y esto ocasiona un descenso de su temperatura por descompresión adiabática.
• Durante los descensos: La presión aumenta, el volumen de la masa se reduce y la compresión resultante incrementa la energía cinética de las moléculas, elevando su temperatura.

Biodiversidad

La biodiversidad integra la riqueza específica (número de especies de un ecosistema), la abundancia relativa de individuos de cada especie, la variedad total de especies que habitan la Tierra, la diversidad de ecosistemas del planeta y la variabilidad genética intraespecífica.

Aspectos ecológicos

• En la actualidad, la biosfera se encuentra en uno de sus puntos máximos de diversificación evolutiva.
• La biodiversidad varía latitudinalmente: alcanza su punto máximo en las regiones tropicales y disminuye progresivamente hacia las regiones polares.
• Constituye un recurso invaluable, fundamental para el descubrimiento de nuevos principios farmacológicos y para la preservación del patrimonio genético global.

Causas de la pérdida de biodiversidad

• Crecimiento de la población humana y sobreexplotación de los recursos naturales.
• Alteración, fragmentación y destrucción directa de hábitats naturales.
• Introducción de especies exóticas invasoras y desplazamiento de especies autóctonas.

Medidas de conservación y protección

• Declaración y gestión de espacios naturales protegidos.
• Investigación científica y seguimiento continuo del estado ecológico de los ecosistemas.
• Desarrollo de legislación ambiental estricta para la preservación de especies.
• Creación de bancos de germoplasma, genes y semillas.
• Promoción del ecoturismo y programas de educación y sensibilización ambiental.