DINÁMICA DEL CARBONO EN TURBERAS DE CHILOÉ Y COMPARACIÓN ENTRE DOS ECOSISTEMAS DISTINTOS

 Dinámica del carbono en turberas de Chiloé

El principal gas de invernadero es el CO2, que es absorbido por las  plantas en el proceso de la fotosíntesis. (Tecnociencia, 2014).

Con una máquina se miden los flujos de CO2 y agua, captando los gases succionando una muestra de  aire para luego analizarla, en concreto este aparato mide la cantidad diaria de gases que se liberan a la atmósfera, con el objetivo de saber si en este lugar (Turberas de Chiloé) se esta capturando dióxido de carbono o liberando en su mayoría este a la atmósfera. (Tecnociencia, 2014).

Estas turberas presentan alteración antrópica, se originaron en lugares donde hay un mal drenaje de agua en los suelos, y donde las platas más aptas para sobrevivir a estas condiciones comienzan a colonizar; el cambio en la variables ambientales, ya sea amenazas locales, la extracción de musgo y de turba, la transformación de suelo para uso agrícola, etc., pueden generar cambios en el sistema, y podría hacer que todo el dióxido de carbono que esta acumulado en el este ecosistema, sea liberado a la atmósfera en forma de gases de invernadero, y entre esto no esta sólo el CO2, sino que también esta el metano y el óxido nitroso. (Tecnociencia, 2014).

Estudios internacionales indican que las turberas capturan 1000 grs. de C/m²año y emiten entre 200 y 600 grs. de C/m²año, aunque estos humedales abarcan entre el 6-7% del planeta, almacenan 1/3 del carbono que hay en el suelo y que podría liberarse más de la cuenta si hay un desbalance. (Tecnociencia, 2014).

Con los datos arrojados por un segundo instrumento se puede observar que en general la turbera está actuando como un sumidero de CO2, en otras palabras, está capturando más CO2 de la atmósfera de lo que libera hacia ella. (Tecnociencia, 2014).

Fuente:Canal de Youtube Andrea Obaid

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Fuente: Elaboración propia, 2015.

  Fuente:Canal de Youtube Sergio Nuno

PROYECTO AREAS PROTEGIDAS (2009) Biodiversidad de Importancia Mundial. URL:http://www.proyectogefareasprotegidas.cl/wp-content/uploads/2011/09/PRODOC_ANEXOS.pdf (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (2013) Ecosistema. URL: http://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/quees.html (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

RAINFOREST ALLIANCE (2015) El Ciclo del Carbono. URL: http://www.rainforest-alliance.org/es/curriculum/climate/activity2 (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

SMITH (2006) Ecología, Sexta edición. URL:http://es.scribd.com/doc/244321358/Ecologia-pdf#scribd (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

CONCEPTOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

El mundo vivo depende del flujo de energía y de la circulación de los materiales a través del ecosistema. Ambos influyen en la abundancia de organismos, su tasa metabólica y la complejidad del ecosistema en forma de materia y energía fluyen juntos a través del ecosistema en forma de materia orgánica; una no puede estar separada de la otra. La continua re-circulación de materiales sostenida por un flujo unidireccional e la energía, mantiene a los ecosistemas en funcionamiento. (Comisión Nacional (Mexicana) para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, 2013).

Todos los nutrientes fluyen desde los componentes no vivos hasta los vivos, y luego vuelven a los componentes no vivos del ecosistema siguiendo una vía más o menos cíclica conocida como Ciclo Biogeoquímico. (Smith, 2006).

A continuación definiremos algunos conceptos claves en los Ciclos Biogeoquímicos:

-Fuente: Etimológicamente proviene del latín fons -ntis, es generalmente el origen de algo, en ecología y según el libro de Smith, sería sinónimo de reservorio, lo deja claro al expresar "Estos reservorios, que son los componentes principales de los ecosistemas, también son llamados, reservas, fuentes o compartimientos". (Smith, 2006).

-Reservorio: Compartimiento de un ecosistema, estos  son componentes principales de los ecosistemas, por ejemplo reservorio del suelo. (Smith, 2006).

-Flujo: Intercambio entre dos reservorios, en los cuales se pueden intercambiar nutrientes, energía  (Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático, 2015).

  Figura 1

Fuente: Ecología. Smith.

En la Figura 1 se muestra el flujo de nutrientes entre compartimientos dentro de un ecosistema. Los rectángulos representan los compartimientos, reservorios o fuentes. Las flechas naranjas indican transferencias o flujos entre compartimientos.

-Sumidero: Un hábitat vacío, marginal o submarginal, donde una población puede persistir sólo mediante inmigración desde otro hábitat, ya que en él experimenta una reducida tasa reproductiva o una elevada mortalidad.(Smith, 2006), sin embargo aunque está sea la definición que aparece en la sección de Glosario del libro de Ecología de Smith, está fuera del contexto de los ciclos biogeoquímicos, así que lo definiremos como todo proceso, actividad o mecanismo que elimine de la atmósfera un gas de efecto invernadero, un aerosol, o alguno de sus precursores. Aunque si nos referimos a un sumidero de carbono o sumidero de CO2, este es un depósito natural o artificial de carbono, que absorbe el carbono de la atmósfera y contribuye a reducir la cantidad de CO2 del aire. (Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático, 2015). 

Figura 2

Fuente: Humanidad Sostenible.

SMITH (2006) Ecología, Sexta edición. URL:http://es.scribd.com/doc/244321358/Ecologia-pdf#scribd (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (2013) Ecosistema. URL: http://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/quees.html (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático (2015) Glosario. URL: http://www.cambioclimaticoytecnologia.org/index.php?option=com_glossary (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

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LA CIRCULACIÓN DEL CARBONO VARÍA DIARIAMENTE

Cuando, con las primeras luces del día, comienza la fotosíntesis, las plantas empiezan a captar el dióxido de carbono del aire, y su concentración cae en picada. en la tarde cuando la temperatura aumenta y la humedad relativa comienza a disminuir, la tasa de la fotosíntesis disminuye y la concentración del dióxido de carbono en el aire que envuelve al bosque vuelve a aumentar. Cuando se pone el sol, la radiación comienza a disminuir y la fotosíntesis cesa, el dióxido de carbono deja de ser captado de la atmósfera, la respiración aumenta y la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera aumenta rápidamente. (Rainforest Alliance, 2015).

Figura 1: Flujo diario CO2 en un bosque.

Fuente:Ecología. Smith.

En resumen, la circulación del carbono exhibe fluctuaciones diarias. El dióxido de carbono aumenta por la noche, cuando también aumenta la respiración. Durante el día las plantas retiran dióxido de carbono del aire y su concentración cae notablemente. (Smith, 2006).

Fuente: Rainforest Alliance

RAINFOREST ALLIANCE (2015) El Ciclo del Carbono. URL: http://www.rainforest-alliance.org/es/curriculum/climate/activity2 (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

SMITH (2006) Ecología, Sexta edición. URL:http://es.scribd.com/doc/244321358/Ecologia-pdf#scribd (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO MATORRAL CHILENO

Figura 1: Diagrama esquemático de Matorral chileno en Altos de Cantillana (situación valle con pendiente, sobrepastoreado y con alta presencia de la leguminosa Acacia Caven y especies de las familias Asteraceae y Poaceae).

Fuente: Elaboración propia en base de diagrama esquemático de un ecosistema del libro Ecología, Smith.

Los tres componentes principales son los productores, consumidores y elementos abióticos: materia orgánica muerta, o inactiva, la matriz del suelo. Las flechas indican interacciones dentro del sistema y con el ambiente.

CÓMO LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMA EN BIOMASA

 Fuente: EducarChile

El video describe brevemente el proceso de la fotosíntesis, mediante el cual, las plantas utilizan la luz del sol, el agua y el dióxido de carbono, para obtener azúcares y otras sustancias, ricas en energía, al tiempo que desprenden oxígeno. Este proceso se realiza en dos fases diferenciadas. En la fase clara, los tilacoides de los cloroplastos captan la energía solar, y junto con el agua absorbida, la transforman en energía química ATP, y poder reductor NADPH, liberando oxígeno. En la fase oscura de la fotosíntesis, esta energía química y el poder reductor, salen de los tilacoides, y pasan al estroma del cloroplasto. (EducarChile,2015)

El proceso de fotosíntesis es único, debido a que es capaz de reducir la entropía de los compuestos inorgánicos para convertirlos en un compuesto orgánico, más complejo y que contiene mayor cantidad de energía, lo que es llamado como neguentropía.(Entropía y vida, 2013).

Fuente:Hidroenv.com

El almacenamiento de energía en forma de entropía se manifiesta en la producción de biomasa en el planeta Tierra, los procesos biológicos se sustentan en la fotosíntesis (que es la base de todo) y gracias a este proceso las plantas pueden subsistir, y  de las cuales luego, los herbívoros se alimentan y estos a su vez a alimentan a los carnívoros, y todos ellos a los descomponedores, los cuales ayudan a reciclar nutrientes.(Entropía y vida, 2013).

Fuente: Aprendiendo sobre ecosistemas

MARTINEZ J C (2013). Entropía y vida. URL: http://es.slideshare.net/Klaudy1/entropia-y-vida (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

EDUCARCHILE (2015). Fotosíntesis. URL: http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=136128 (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

SMITH (2006) Ecología, Sexta edición. URL:http://es.scribd.com/doc/244321358/Ecologia-pdf#scribd (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

LA PRODUCCIÓN EN LOS ECOSISTEMAS

Un ecosistema queda definido por la red de interacciones entre todos los organismos que co-ocurren en un espacio determinado y los flujos e intercambios de materia y energía que ocurren entre ellos y entre éstos y su entorno físico.(Comisión Nacional (Mexicana) para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, 2013).

El flujo de energía a través de un ecosistema terrestre se inicia con la utilización por parte de algunas plantas de la luz solar, un proceso que en sí mismo exige gasto de energía. La planta inicia su desarrollo viviendo a expensas de la energía almacenada en forma de alimento en la semilla, hasta que llega a producir hojas.
Para realizar la fotosíntesis, los vegetales, deben utilizar parte de la energía que fijan. (Smith, 2006).

Fuente: Material docente, Ecología, Producción Primaria y Flujo de Energía, Catedrático Jorge Pérez, 2015.

• Para empezar, cabe destacar que la biomasa es diferente de la producción. La biomasa es la cantidad de materia orgánica presente en un momento dado. La producción es la tasa a la cual la materia orgánica se rea por medio de la fotosíntesis.(Smith, 2006).

 Productividad Primaria Bruta (PPB): Es la cantidad total de la energía asimilada por las plantas (el total de fotosíntesis), en otras palabras, es la cantidad total de la energía fijada por las plantas. (Smith, 2006).

Productividad Primaria Neta (PPN): Es la energía que queda después de la respiración y que es almacenada en forma de materia orgánica, en otras palabras, es la energía que queda después de que las plantas hayan cubierto sus necesidades respiratorias, se representa como biomasa vegetal.
Esta puede ser descrita por la siguiente ecuación: PPB - Ra. Donde Ra es la respiración autotrófica. (Smith, 2006).

.Productividad Ecosistémica Neta (PEN): Es la producción primaria neta (PPN) menos la respiración heterotrófica (Ph) (en su mayor parte, descomposición de materia orgánica muerta) de un ecosistema en una misma área. (Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático, 2015).

La productividad se expresa habitualmente en μmol CO2 m^-2 s^-1 , mol CO2 m^-2 d^-1 , kg CO2 m^-2 año^-2 , ton ha^-1 (ton biomasa ha^-1 año^-1). (Producción Primaria y Flujo de Energía por Jorge Pérez, 2015).

 Biomasa en pie: Es la cantidad de materia orgánica acumulada que se encuentra en un determinado lugar en un momento dado. (Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático, 2015).

La biomasa se expresa habitualemente como gramos de materia orgánica por metro cuadrado (g/m²) o como calorías por metro cuadrado (cal/ m²), o en cualquier unidad de superficie apropiada. (Smith, 2006).

Centro de Investigación y Estudio en Cambio Climático (2015) PRODUCCIÓN NETA DEL ECOSISTEMA (PNE). URL: http://www.cambioclimaticoytecnologia.org/index.php?option=com_glossary (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (2013) Ecosistema. URL: http://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/quees.html (accedido el 17 de Diciembre de 2015).

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SMITH (2006) Ecología, Sexta edición. URL:http://es.scribd.com/doc/244321358/Ecologia-pdf#scribd (accedido el 17 de Diciembre de 2015).