Ecologia de Poblacions i Comunitats: Guia Essencial

Mostratge i Distribució de Poblacions

El mostratge és el procés de determinar la densitat d'una població en una àrea determinada. En presència d'agregats, es requereix un major nombre de mostres.

Mètodes de Mostratge

La selecció de mostres es pot realitzar de diverses maneres:

• A l'atzar: Cada individu o punt té la mateixa probabilitat de ser seleccionat.
• A l'atzar estratificat: L'àrea es divideix en estrats (per exemple, arbre, branca, fulla) i es mostreja aleatòriament dins de cada estrat.
• De forma sistemàtica: Les mostres es prenen a intervals regulars (per exemple, cada 1 km o cada 20 minuts).

Distribució de les Poblacions

La distribució de les poblacions està influenciada per les condicions existents i els recursos disponibles. Els individus tendeixen a trobar-se on les condicions i els recursos són més favorables.

Tipus de Distribució

1. Distribució uniforme o regular (variància < mitjana): Els individus es reparteixen uniformement pel medi en el qual viuen, i el seu nombre per unitat de superfície és constant. Aquest tipus de distribució sovint indica una competència intensa entre organismes de la mateixa espècie.
2. Distribució a l'atzar (variància = mitjana): Un organisme té la mateixa probabilitat de trobar-se en qualsevol punt del seu hàbitat. La seva presència és independent de la d'altres, i es dona en ambients homogenis.
3. Distribució agregada o de contagi (variància > mitjana): Els individus tendeixen a concentrar-se en agregats com a conseqüència dels seus hàbits o de diferències ambientals que fan que prefereixin unes àrees sobre altres.

Mètodes d'Estimació Relativa

Alguns mètodes proporcionen estimacions relatives de la població:

• Trampes:
  • Trampa Malaise
  • Trampa de caiguda o gravetat
  • Trampa cromàtica
  • Trampa lumínica o d'atracció amb feromones o altres substàncies
• Mètodes indirectes:
  • Deposicions fecals
  • Cants d'ocells
  • Nombre de nius

Successió Ecològica i Pertorbacions

Les espècies es distribueixen en funció de la temperatura i la humitat. L'estructura temporal de les comunitats varia segons:

• A curt termini: Diferències observables en la vegetació relacionades amb el diferent comportament fenològic de les espècies (canvis estacionals).
• A llarg termini: Canvis en el temps de l'abundància de les espècies, deguts a la competència, depredació o parasitisme.

L'abundància d'espècies en una regió pot donar lloc a diferents successions. La successió ecològica és un canvi continu, direccional i predictible de la composició d'espècies en una comunitat, impulsat per la colonització i l'extinció de poblacions. Sovint s'inicia després d'una pertorbació i guia la comunitat cap a un estat d'equilibri.

Conceptes Clau en Successió

Pertorbació:

Esdeveniments que alteren les comunitats o poblacions eliminant total o parcialment la vegetació (per exemple, foc, tempestes, mineria, agricultura).

Resiliència:

Capacitat d'una comunitat de tornar al seu estat inicial després de patir una pertorbació.

Resistència:

Capacitat d'una comunitat de no ser modificada davant d'una pertorbació.

Espècies inicials (pioneres):

Espècies amb altes taxes de creixement, mida petita, alt grau de dispersió i altes taxes de creixement poblacional.

Espècies tardanes:

Espècies amb baixa taxa de dispersió i colonització, taxes de creixement més lentes, més grans i que viuen més temps.

Canvis Ambientals en Comunitats

Hi ha canvis en les condicions ambientals que produeixen alteracions en les estructures físiques i biològiques de les comunitats. Aquests poden ser:

Canvis autogènics:

Provocats pels propis organismes de la comunitat, mitjançant processos biològics interns (per exemple, canvis en la llum, acumulació d'humus, caiguda de fulles) que modifiquen les condicions i els recursos, sense canvis abiòtics externs.

Canvis al·logènics:

Causats per influències externes a la comunitat que alteren les condicions ambientals (per exemple, canvis climàtics, deltes de rius). L'aportació de sediments des de la part alta del riu, per exemple, canvia les condicions i els recursos, afectant les espècies.

Tipus de Successions

Successió primària:

Es produeix en un terreny on mai hi ha hagut una comunitat prèvia (per exemple, una duna, un penya-segat recentment format).

Successió secundària:

El terreny ja havia tingut anteriorment una comunitat, però una pertorbació l'ha alterat, deixant restes de la comunitat anterior.

Successió degradativa:

Apareixen quan un recurs degradable és utilitzat successivament per un conjunt d'espècies.

Teories del Clímax

Monoclímax (Clements):

Cada regió climàtica correspon a una única comunitat clímax.

Policlímax (Tansley):

És possible reconèixer diverses comunitats climàtiques en una mateixa regió.

Flux d'Energia i Matèria en Ecosistemes

L'adquisició d'energia i aliments és clau per a la vida i determina moltes interaccions entre espècies dins d'una comunitat, com la competència o les relacions depredador-presa.

Cadena i Xarxa Tròfica

Cadena tròfica:

Representació lineal del flux d'energia des de la presa fins al depredador.

Els nivells tròfics principals són:

• Productors primaris: Plantes.
• Consumidors de primer nivell: Herbívors.
• Consumidors de segon nivell: Carnívors.
• Omnívors: Ocupen més d'un nivell tròfic.

Xarxes tròfiques:

Representen les múltiples connexions que van dels productors primaris cap als diferents consumidors. Es distingeixen dues xarxes principals:

• Xarxa dels herbívors: Basada en plantes vives.
• Xarxa dels detritívors: Basada en matèria orgànica morta.

Tant herbívors com detritívors alimenten els carnívors dins de les seves respectives cadenes.

Flux d'Energia

L'energia fixada per les plantes és la base de la qual depenen totes les formes de vida del planeta Terra. Aquesta energia emmagatzemada es transfereix al llarg de la cadena tròfica.

L'energia disponible per a un nivell tròfic es converteix en la producció del nivell tròfic superior. El procés de l'energia ingerida (I) és el següent:

• Una part de l'energia ingerida s'assimila, i l'altra es perd en forma de detritus (W), que va a la cadena dels detritívors.
• De l'energia assimilada, una part es perd per respiració, i la resta es destina a la producció (creixement, reproducció).

Cicle de la Matèria

El flux de matèria en una comunitat és fonamental. Els elements químics són essencials per a la vida; els éssers vius els capten, els utilitzen i després els perden. Les activitats dels organismes influeixen significativament en el flux de matèria a la natura.

• L'aigua és el component principal dels éssers vius.
• L'energia s'emmagatzema en compostos de carboni. Aquest entra a la cadena tròfica via fotosíntesi, es va transferint i es perd com a CO2 a l'atmosfera durant la respiració.

És important destacar que l'energia es dissipa com a calor i no es pot reutilitzar. Els nutrients, en canvi, sí que es poden reciclar dins dels ecosistemes. Aquests circulen pel planeta gràcies al vent i les aigües en moviment, no tenen fronteres i es mouen entre ecosistemes i països.

Estructura i Diversitat de Comunitats

Comunitat:

Conjunt de poblacions de diferents espècies que viuen i interactuen en una zona determinada.

Les comunitats poden estar jeràrquicament organitzades, per exemple, dins de la biosfera, podem trobar una comunitat de conca hidrogràfica, que conté una comunitat forestal, que al seu torn inclou una comunitat de microorganismes del sòl.

Factors de Variació Ambiental

• Variació en la composició terrestre: Temperatura, humitat i llum.
• Variació en la composició aquàtica: Temperatura, oxigen i llum.

Mesura de la Diversitat

Abundància relativa o equitativitat:

Mesura com es reparteixen els individus entre les espècies d'una comunitat. Si una o poques espècies tenen molts individus, es consideren dominants.

Índexs per Delimitar i Classificar Comunitats

• Índex d'afinitat: Expressen el grau de similitud entre dos conjunts.
• Índexs de dissimilitud: Expressen el grau de diferència entre dos conjunts.
• Distàncies: Expressen la distància que separa dos conjunts d'espècies segons la seva composició o afinitat.
• Índexs qualitatius: No tenen en compte l'abundància de cadascuna de les espècies.
• Índex de Czekanowski: Mesura la proporció de les abundàncies mínimes comunes.

Una matriu de similitud s'utilitza per comparar més de dues comunitats.

Tipus de Diversitat del Paisatge

Hi ha diferents tipus de diversitat d'espècies en un paisatge:

• Diversitat alfa (α-diversitat): Diversitat de cada comunitat concreta (nombre d'espècies).
• Diversitat beta (β-diversitat): Diferència d'espècies entre comunitats adjacents (canvi de composició).
• Diversitat gamma (γ-diversitat): Diversitat total del paisatge, tenint en compte totes les comunitats.

L'alfa-diversitat, mesurada sobre comunitats concretes, i la gamma-diversitat, mesurada sobre paisatges o zones concretes, tenen una aplicació molt important en la gestió del territori: la cartografia.

La beta-diversitat s'utilitza fonamentalment per estudiar l'heterogeneïtat del paisatge. Igualment, s'ha utilitzat per avaluar l'efecte d'afegir una comunitat diferent a un espai protegit o d'augmentar la superfície d'aquest.