Modelos de sistemas y sostenibilidad agrícola: retroalimentación, tipos de caja y funciones ecosistémicas

Retroalimentación en los sistemas

• La retroalimentación positiva amplifica o refuerza un cambio en el sistema.
• La retroalimentación negativa contrarresta o reduce las desviaciones y mantiene la estabilidad del sistema.
• Características de los modelos:
  1. Carácter cuantitativo.
  2. Coherencia.
  3. Honestidad.
  4. Creatividad.
  5. Practicidad.

• Enfoques

  Enfoque reduccionista: Método analítico que consiste en dividir o fragmentar el objeto de estudio en sus componentes más simples y observarlos por separado (ej.: método científico).

  Enfoque holístico: Método sintético que trata de estudiar el todo o la globalidad y las relaciones entre sus partes sin detenerse en los detalles. Se ponen en manifiesto propiedades emergentes.

• Definición de sistema

  Sistema: Conjunto de partes interrelacionadas en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global. Ej.: ser vivo, medio ambiente.

• Sistema 'caja negra'

  Solo se observan la entrada y la salida de materia/energía.

• Tipos de caja negra

  • Abierto: Entra y sale energía y materia. Ej.: ser vivo, ciudad.
  • Cerrado: No hay intercambio de materia, solo de energía. Ej.: planeta, charca.
  • Aislado: No hay intercambio de materia ni energía. Ej.: sistema solar.

• Leyes termodinámicas relevantes

  Deben seguir la primera y segunda ley de la termodinámica:

  1. Primera ley (conservación de la energía): E_entrante = E_almacenada + E_saliente.
  2. Segunda ley (entropía): La entropía es la parte no utilizable de la energía almacenada.

• Modelo 'caja blanca'

  Sistemas que, además de poseer la entrada y salida de energía, muestran las interacciones y variables internas que hay dentro del sistema.

• Tipos de relaciones entre variables

  • Directas o simples: Si aumenta A, aumenta B (y viceversa).
  • Inversas: Si aumenta A, disminuye B.
  • Encadenadas: Varias variables unidas en serie.

• Relaciones complejas

  Positivas: La causa aumenta el efecto y el efecto aumenta la causa (ej.: +nacimientos → +población → +nacimientos).

  Negativas: El aumento de A aumenta B, pero al aumentar B disminuye A. Las relaciones pueden estabilizar sistemas; por ejemplo: +nacimientos → +población → +fallecimientos, y +fallecimientos → −población.

Usando modelos en la naturaleza

Gran cantidad de información disponible ante un escenario complejo.

• Elevada resolución espacial, temporal y espectral.
• Capacidad importante al momento de procesar datos.

Aplicaciones:

• Construir una fenología anual de la vegetación (línea base de comparación).
• Detectar y mapear anomalías extremas en la vegetación (RFD).

Sustentabilidad agrícola

Definición: Conjunto de técnicas, conocimientos y saberes para cultivar la tierra. Comprende todo un conjunto de acciones humanas que transforman el medio ambiente natural.

Conceptos clave

• Agricultura
• Agroecosistema: Son estructuras disipativas diseñadas y manejadas por los agricultores, a través de flujos de energía y materiales que entran, salen y recirculan.
• Biodiversidad: Se refiere a la variedad de formas de vida: variabilidad genética, especies (plantas, animales y microorganismos) y ecosistemas.
• Ecosistema: Conjunto de organismos vivos en un ambiente determinado, implicados en un proceso dinámico de interacción, ajuste y regulación que se expresa en términos de intercambio de materia y energía, sucesión ecológica o evolución de especies.
• Funciones ecosistémicas: Captura de recursos, producción de biomasa, descomposición y otras.

La agricultura industrial reemplaza los servicios ecológicos: Variación del objetivo principal (solo económico-productivista) y transferencia del foco hacia los flujos y los elementos fondo.

Cambio de paradigma: evaluación de la sustentabilidad agraria a través del estado de los elementos fondo:

• Elementos fondo biofísicos: tierra (suelo, biodiversidad, agua…).
• Elementos fondo sociales: trabajo humano (reproducción de las familias) y medios técnicos de producción.