sábado, 8 de febrero de 2020

Unidad 2. Actividad 1. Ciclos biogeoquímicos

Bosques de encino

Introducción.

También es conocido como bosque de Quercus o encinares, estas comunidades vegetales son muy características de las zonas montañosas de México. También se encuentran en estos bosques grandes cantidades de pinos, dicho bosque se encuentra en áreas donde el clima es templado y semihúmedo. Sin embargo, también se pueden encontrar en regiones de clima caliente, húmedo y también en regiones semiáridas, sin embargo, en esta última asumen la forma de matorrales.

En la república mexicana podemos encontrar alrededor de unas 150 o quizá hasta 200 especies de encinos.

Los encinos tienen una relación compleja con los pinares, dado que estos comparten afinidades ecológicas generales, se han encontrado encinos prácticamente en toda la República Mexicana a excepción de los estados de Yucatán y Quintana Roo. (Universidad Autónoma de México)

Descripción.

El bosque de pino-encino es una ecorregión de las zonas templadas en las que hay codominancia de especies de pino (Pinus) y encino (Quercus). Se caracterizan por presentar tres estratos.

En el primer estrato generalmente es dominado por los pinos, posteriormente en el segundo estrato se encuentran los encinos. Se puede observar una mayor número de encinos, pero los pinos tienden a tener mayor área del tronco.

Estos bosques se desarrollan en climas templados subhúmedos generalmente. Y se ubican entre los 1200 – 3000 msnm. Teniendo una temperatura anual que va desde los 12ºC a los 18ºC y se presentan heladas de manera frecuente. Las lluvias pueden ir de los 600 a los 1000mm anualmente.

Los bosques más importantes se encuentran en las zonas montañosas de la Sierra Madre Oriental y Sierra Madre Occidental, al igual que en el Eje Volcánico Transversal y en la Sierra de Chiapas.

La flora de este tipo de bosque es bastante diversa. Podemos encontrar alrededor de 40 especies de pinos y más de 150 tipos de encinos, también encontramos los madroños, álamos y cipreses.

La flora es abundante se puede encontrar pumas, linces, venados cola blanca, mapaches y armadillos, un sinnúmero de aves e insectos, entre estos últimos caben destacar la mariposa monarca, la cual cumple con su periodo de hibernación en dichos bosques especialmente en la zona del estado de Michoacán. (Gomez)

Estructura y funcionamiento del bosque de encino.

Las plantas pioneras fueron dominantes en el sitio de sucesión temprana y pueden promover el establecimiento de especies de sucesión tardía. La estructura de la vegetación es más compleja en la etapa madura, donde los miembros del género Quercus eran codominantes con Pinus. La riqueza de los pinos fue más alta en la etapa de sucesión temprana, y su abundancia aumentó en el sitio de sucesión intermedia.

Sus principales funciones pueden agruparse en protectoras, reguladoras y productivas a nivel del ecosistema, y adquieren valor económico según el uso que el hombre haga no solo del recurso forestal, sino de la totalidad de cada ecosistema. Así, según el estudio UNESCO-Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP)-FAO las funciones del bosque se clasifican en la forma siguiente:

1.   Funciones protectoras.

a.   Protección del suelo por medio de la absorción y desviación de las radiaciones, precipitaciones y viento.

b.   La facilidad de la conservación de la humedad y del dióxido de carbono al tener la capacidad de reducir la velocidad del viento para lograr la captación de este.

c.   Genera un hábitat natural, para las flora y la fauna.

2.   Funciones reguladores.

a.   Tiene la capacidad de absorber, almacenar y generar oxígeno y elementos minerales.

b.   Absorción de aerosoles y sonidos

c.   Captación y almacenamiento del agua

d.   Absorción y transformación de energía radiante y termal.

3.   Funciones productivas.

a.   Almacenamiento de la energía en forma utilizable por la biomasa.

b.   Autorregulación y regenerador de maderables. (Eurosur)

La capacidad del bosque de encinos para la fijación de energía.

Las limitaciones fisiológicas restringen la utilización de la energía solar para la producción de madera a aproximadamente 2 a 2.5 por ciento de la energía total recibida: en la fotosíntesis se requieren aproximadamente 520 kilogramos de calorías para reducir 1 mol de CO2, al material vegetal, almacenando así 120 kilogramos de calorías; esta eficiencia de aproximadamente el 20 por ciento se reduce a aproximadamente el 5 por ciento porque solo se usará aproximadamente un cuarto de la energía; y finalmente, las limitaciones en la concentración de CO2  reducen aún más la eficiencia, del 2 al 9,5 por ciento (Hellmers y Bonner, 1959). Estas limitaciones fisiológicas podrían superarse mediante el fitomejoramiento para producir hojas con mayor conductividad para el CO2, o para producir una estructura de cloroplasto que pueda operar con la misma eficiencia en todo el rango de intensidad de la luz (Bonner 1962).

Las eficiencias variarán con la intensidad de la luz. Las hojas de sombra, por ejemplo, utilizarán la energía solar de manera más eficiente en la fotosíntesis que las hojas solares. De manera similar, la eficiencia es mayor bajo intensidades de luz reducidas en la mañana y en la tarde que al mediodía.

Los árboles están mejor adaptados para la fijación de energía que la vegetación arbustiva o herbácea. La gran capacidad de carga de hojas de los árboles forestales, con su gran superficie foliar dispersa a través de un volumen considerable de aire, es ideal para interceptar la energía solar y absorber dióxido de carbono. En consecuencia, los árboles son los fijadores de energía más eficientes: son tan eficientes que Ovington y Heitkamp (1960) han sugerido que se podrían obtener buenas estimaciones de las capacidades biológicas del sitio determinando los rendimientos anuales de bosques de alta producción en su etapa más productiva. (Reifenyoer & Lull, 1965)

Cómo intervienen los ciclos de carbono (C), nitrógeno (N2), fósforo (P), azufre (S) y agua (H20) en el bosque de encino.

Las plantas juegan un rol importante en el ciclo del agua ya que estas la purifican mediante el proceso de transpiración: las raíces de los árboles absorben agua desde el suelo, está se desplaza hacia arriba a través de los troncos y tallos hasta llegar hacia las hojas en donde se evaporan hacia el aire en forma de vapor de agua.

Los bosques filtran y limpian el agua, también amortiguan las lluvias fuertes que de otra manera erosionarían los suelos al golpear directamente y ayudan a mantener los caudales de los ríos. Los bosques actúan como una esponja, ya que son capaces de recoger y almacenar grandes cantidades de agua de lluvia. Es por ello por lo que un suelo forestal puede absorber cuatro veces más agua de lluvia que un pastizal y 18 veces más que un suelo sin vegetación.

Las plantas absorben el CO2 del aire a través de los estomas de sus hojas para realizar su proceso de fotosíntesis. Una vez que el compuesto está en su interior, el CO2 y el agua captada del suelo son sintetizados con ayuda de la clorofila para producir azúcares. Después, las plantas sintetizan dichos azúcares en compuestos complejos de carbono en los tejidos.

Los organismos autótrofos toman el dióxido de carbono y lo reducen a compuestos orgánicos: carbohidratos, proteínas, lípidos y otros mediante el proceso fotosintético.

Los bosques de encino requieren de átomos de nitrógeno para la síntesis de proteínas. El aire contiene 79% de nitrógeno y se utiliza como el reservorio de esta sustancia.  Para que las plantas lleguen a sintetizar proteína tiene que obtener el nitrógeno en forma fijada, esto quiere decir que debe de estar incorporado en compuestos. La más común es la de iones de nitrato (NO3). (Educarbol de Corma)

El ciclo del fósforo es lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos como el del agua, el carbono y el nitrógeno.

En la naturaleza, el fósforo se encuentra sobre todo en forma de iones fosfato, clip_image002. Los compuestos fosfatados se encuentran en las rocas sedimentarias y, a medida que estas se meteorizan —se desgastan a lo largo del tiempo— el fósforo que contienen se filtra lentamente hacia el suelo y las aguas superficiales. La ceniza volcánica, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes significativas de fosfatos, aunque el fósforo no tiene realmente una fase gaseosa como el carbono, el nitrógeno y el azufre.

Las plantas pueden absorber los compuestos fosfatados del suelo y transferirlos a los animales que se las comen. Cuando las plantas y los animales excretan desechos o mueren, los fosfatos pueden ser absorbidos por los organismos detritívoros o regresar al suelo. (Khan Academy)

El azufre es esencial para la producción de ciertos aminoácidos en las plantas. Como el azufre de los aminoácidos es la forma principal de azufre en los árboles, existe una fuerte relación entre el S y el N orgánicos en el tejido de los árboles. Las deficiencias de azufre se producen en partes del sureste de Australia y el noroeste de América del Norte, alejadas de las entradas de contaminantes. Sin embargo, dado que los requerimientos de S de los bosques son modestos (<5 kg · ha−1 año−1 para el incremento vegetativo neto), sin embargo, los aportes de S atmosférico en regiones contaminadas (10–80 kg · ha−1 año−1) a menudo exceden no solo el requisito de bosque ecosistema S, sino también su capacidad para biológicamente acumulan S. Hay cierto incremento en el clip_image004 contenido de vegetación forestal en respuesta a entradas de S atmosféricas elevadas, pero esta capacidad aparentemente se satura fácilmente. La adsorción de clip_image006 en el suelo es a menudo la característica dominante del ciclo de S en ecosistemas contaminados y, a menudo, representa las acumulaciones netas de S de ecosistema. (Jhonson, 1984)

Conclusión.

En conclusión, podemos decir que en el bosque de encino y en todos los ecosistemas existentes en la tierra, los ciclos biogeoquímicos son la fuente principal de vida y esto permite que los ecosistemas y sus componentes puedan seguir siendo funcionales permitiendo que este planeta sea el único en poder albergar vida.

Si alguno de estos ciclos dejara de realizarse todos los ecosistemas se verían amenazados. Como ejemplo de ello tenemos la alteración de la capa de ozono y el calentamiento global los cuales están acabando con el equilibrio de los ciclos del nitrógeno y del carbono generando un desequilibrio en la flora, causando la emigración de la fauna o la extinción de esta al no poder adaptarse a un ecosistema diferente.

Referencias

Educarbol de Corma. (s.f.). Obtenido de http://www.educarbol.org/bosque/ecosistemas_ciclos.php

Eurosur. (s.f.). Obtenido de http://www.eurosur.org/medio_ambiente/bif78.htm

Gomez, V. (s.f.). Lifeder. Obtenido de https://www.lifeder.com/bosque-de-pino-encino/

Jhonson, D. W. (marzo de 1984). Obtenido de https://link.springer.com/article/10.1007/BF02181119#citeas

Khan Academy. (s.f.). Obtenido de https://es.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-phosphorous-cycle

Reifenyoer, W. E., & Lull, H. W. (1965). En Energía radiante en relación con los bosques (pág. 111). Recuperado el 8 de Febrero de 2020, de https://books.google.com.mx/books?id=R8MXAAAAYAAJ&dq=the+capacity+of+the+oak+forest+for+energy+fixation&source=gbs_navlinks_s

Universidad Autónoma de México. (s.f.). Obtenido de https://www.iztacala.unam.mx/biologiamuseo/Textos%20pdf%20Portal/BOSQUE%20DE%20QUERCUS.pdf

 

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