Ecología del Paisaje: Estructura, Dinámica y Conservación de Ecosistemas

Servicios Ecosistémicos

Son los beneficios que los seres humanos obtienen de los ecosistemas de los que, directa o indirectamente, depende su supervivencia y calidad de vida.

Funcionamiento del Ecosistema

Captura de recursos, producción de biomasa, descomposición, reciclado de nutrientes

Factor Ambiental

Elementos del medio susceptibles de actuar directamente sobre los seres vivos. Ej: precipitación, humedad del aire…

Condición

Factor abiótico que influye sobre los organismos y varía en el espacio o en tiempo. Ej: temperatura
Puede ser modificado por los organismos y NO puede ser consumido por los organismos.

Principales Condiciones

Temperatura

Organismos según la fuente de calor corporal:

• Ectotermos: fuente externa de calor (serpiente)
• Endotermos: producción interna de calor (ratón)
• Heterotermos: fuente externa e interna de calor

• Los endotermos tienen tasas metabólicas considerablemente más altas que los ectotermos.
• Tasa metabólica y de crecimiento.

pH del Suelo y del Agua

• Acidez (<7) o alcalinidad (>7)
• Efectos directos: toxicidad de iones H+ y OH- (tóxicos para seres vivos en grandes concentraciones)
• Efectos indirectos: disponibilidad de nutrientes minerales y orgánicos; concentración de tóxicos.
• Efecto del pH en el desarrollo de las plantas (acidificación):
  Toxicidad por el aluminio (Al), hidrógeno (H), y/o manganeso (Mn), así como las deficiencias de nutrientes potenciales de calcio (Ca) y magnesio (Mg).

Salinidad

• Resistencia osmótica a la toma de agua.

Fuerza del Viento, Olas y Corrientes

• Riesgo de arrastre físico.

Contaminantes Ambientales

• Origen natural: determina la flora y la fauna.
• Origen antrópico: Puede llegar a aumentar hasta concentraciones letales.

Los Factores Ambientales Dan Lugar a Recursos

Recurso

• Entidad requerida y consumida por los organismos.
• Su consumo puede reducir la disponibilidad para otros organismos (misma o distinta especie).
• Lo que para una especie puede ser un recurso para otras puede ser una condición.
• Ej: agua, radiación solar, O₂, CO₂, sales minerales, nutrientes…

Factor o Recurso Limitante

• Ley de Tolerancia: condiciones y recursos mínimos y máximos limitan la presencia de una especie.
• Ley del Mínimo: la actividad (supervivencia, crecimiento y reproducción) de un organismo está en función del factor ambiental que se halla en valores más limitantes. Ej. Cantidad de fosfatos en agua (abundancia de plancton).

Principales Recursos

Radiación Solar

• La radiación es la única fuente de energía que llega a la Tierra y puede ser usada en las actividades metabólicas de las plantas verdes.
• Autótrofos: carbono a partir de moléculas inorgánicas (dióxido de carbono). Necesitan la radiación solar.
  Productores primarios: plantas, algas, algunas bacterias.
• Heterótrofos: carbono a partir de moléculas orgánicas (de autótrofos u otros heterótrofos).
  Animales, hongos, algunas bacterias.
• Solo es utilizable para fotosíntesis en una ocasión.
• Solo se utiliza una parte del espectro de radiación.
• No suele ser un recurso limitante de la tasa fotosintética en ecosistemas terrestres.
  • La temperatura es más limitante.
  • Otros recursos (como N) son más limitantes.
  • La relación tasa fotosintética/intensidad de radiación es una curva saturada.
• -2 puntos
  • Punto de compensación: equilibrio con la respiración.
  • Punto de saturación: la tasa fotosintética no aumenta con la intensidad de radiación.

Dióxido de Carbono

• Necesario para los autótrofos.
• Su aumento puede incrementar la producción primaria.
• Pero puede cambiar la composición de las plantas: menos micronutrientes.

Agua

• Necesaria para el metabolismo de todos los organismos.
• Pérdida continua hacia el exterior en organismos terrestres.
• Compensación de pérdidas:
  Animales: ingesta directa, por alimentos y agua metabólica.
  Plantas: toma del suelo por raíces.
• Adaptaciones a condiciones extremas:
  Hojas esclerófilas: Tipo de hoja adaptado a la sequía y el calor.
  Características: Perennes, Consistencia dura, Plantas leñosas, Estrategia energéticamente costosa pero favorable en clima mediterráneo.
  Partes: Paredes celulares engrosadas, Cutículas protectoras, Cubiertas pelosas.

Nutrientes Minerales

• Necesarios para todos los organismos:
  Forma inorgánica (del suelo en terrestres): productores primarios.
  Forma orgánica: animales.
• Macronutrientes: necesarios en cantidad relativamente elevada.
  Nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio, magnesio, hierro.
• Micronutrientes: necesarios en cantidad muy reducida (muchos tóxicos en concentraciones altas).
  Manganeso, zinc, cobre, boro, molibdeno.
• Descomposición química de las excreciones de animales y microorganismos, de residuos de plantas o de la degradación de cualquiera de ellos tras su muerte ⇨ Reserva de nutrientes disponibles para plantas.

Oxígeno

• Necesario para prácticamente todos los organismos (a excepción: algunos procariotas).
• Puede ser limitante en:
  • Medios acuáticos (poco soluble en agua).
  • Medios terrestres con suelos inundados.

Otros Organismos

• Necesarios para los heterótrofos.
• Saprótrofos: se alimentan de organismos muertos, sus desechos o sus secreciones.
• Consumidores: se alimentan de organismos vivos.
• Contenido nutricional:
  Cociente carbono:nitrógeno (C:N):
  Plantas: C:N > 40 (paredes celulares).
  Animales, hongos, bacterias: C:N ≈ 10.
• Composición nutricional: más heterogénea en plantas que en animales.

Concepto de Nicho

El nicho es un volumen con muchas dimensiones donde cada dimensión es una variable las cuales nos ayudan a generar un espacio donde una especie en concreto puede vivir.

Tipos de Nicho

• Fundamental: Donde podría vivir la especie.
• Realizado/Real: Donde realmente están las especies (porque no puede estar en el fundamental). Teniendo en cuenta la salinidad del suelo, la temperatura, la precipitación….

Ciclo de Vida

Es el patrón de crecimiento, desarrollo y reproducción de un organismo.

Integra adaptaciones relacionadas con: Ambiente físico e Interacciones con otros organismos.

Adaptaciones más importantes: reproductoras.

3 Etapas

Juvenil, Reproductiva, Postreproductiva

Caracteres que Definen el Ciclo de Vida

• Caracteres no reproductivos: Longevidad, Velocidad de desarrollo, Tamaño.
• Duración del ciclo de vida:
  Anual: completan el ciclo de vida dentro de un año.
  Bienal: completan el ciclo de vida en dos años diferentes (reproducción en el segundo año).
  Perenne: ciclo de vida superior a dos años.
• Momento de la reproducción:
  Semelparidad (monocarpia): un episodio reproductor por individuo. Las especies semélparas poseen un único episodio de reproducción en el que los descendientes suelen ser producidos de forma sincronizada; después los organismos decaen y mueren.
  Anuales.
  Iteroparidad (policarpia): más de un episodio reproductor por individuo. Las hembras adultas de especies iteróparas pueden producir un cierto número de individuos/grupos de descendientes, suele haber un tiempo de separación entre evento de reproducción en el que los tejidos del organismo pueden acumular reservas.
  Perennes, Árbol frutal.
• Tipo de reproducción (sexual/asexual):
  Asexual:
  No intervención de gametos (células sexuales).
  Un progenitor.
  Procesos mitóticos exclusivamente.
  Ventajas: rapidez y simplicidad.
  Inconvenientes: falta de variabilidad genética (clones).
  Sexual:
  Intervención de gametos.
  Dos progenitores.
  Procesos meióticos (en ciclos diplontes).
  Ventajas: variabilidad genética (posibilidad de adaptación).
  Inconvenientes: lentitud y coste energético (búsqueda y lucha por pareja).
  b.1) Dioico: gametos masculinos y femeninos en diferentes individuos (biparental). (Ej: acebo).
  b.2) Monoico: gametos masculinos y femeninos en un mismo individuo.
  – Hermafrodita (monoclino-monoicas): Flores con ambos sexos.
  – Monoclino-dioicas: Flores de ambos sexos separadas.
• Asignación reproductora (esfuerzo reproductivo):
  Energía captada por un organismo: crecimiento, captación de alimento, escape de depredadores, reproducción…
  Asignación reproductora: energía y tiempo designados para reproducción.
  Coste de la reproducción: descenso en supervivencia, crecimiento o reproducción futura por reproducción actual.
  Esfuerzo reproductivo:
  A mayor número de descendientes, menor inversión parental para cada uno.
  Organismos con elevado número de descendientes: hábitat impredecible y alterado.

El Concepto r/K

• Selección r: hábitat impredecible o de vida corta:
  Periodos de alto crecimiento poblacional con baja competencia.
  Periodos de elevada mortalidad.
• Selección K: hábitat estable:
  Tamaño poblacional estable con elevada competencia en adultos y juveniles.

El Concepto CSR

• Clasificación de hábitats:
  Intensidad de perturbación.
  Intensidad de estrés (limitación de recursos).

Rasgos Funcionales

Componentes del fenotipo de un organismo que determina su efecto en procesos y su respuesta a factores ambientales.

Rasgos Funcionales de las Plantas

Respuesta a la perturbación/Intercepción de luz, absorción, Fecundidad y dispersión, Resistencia, Contrastadas angiospermas y gimnospermas.

Estrategias en el Ciclo de Vida Frente a Perturbaciones

• Pirofitismo pasivo: Estrategias para resistir altas temperaturas o inflamabilidad elevada.
• Pirofitismo activo: Mecanismos de regeneración tras el fuego (rebrotadoras y germinadoras, florecer).
• Estrategias de las especies:
  Corteza gruesa.
  Especies rebrotadoras:
  – Rebrote basal (lignotuberculos: almacén de yemas para rebrotar después de incendios).
  – Rebrote epicórmico (tronco: eucalipto, alcornoque y Pinus canariensis – pocas especies).
  Especies germinadoras (semillas en el suelo o copa): no rebrotan, mueren tras el fuego.

Restauración Ecológica

Características de las especies adecuadas para restauración: no se necesita conocimiento especie a especie.
Ejemplos: Restauración de prados seminaturales, Restauración de zonas con manejo intensivo (arado, abonado…), Capacidad de respuesta de las especies en 4 años, Relación entre capacidad de respuesta y características de las especies, Restauración post incendio, Uso de especies rebrotadoras y germinadoras.

Definición de Población

• Definición teórica: individuos de la misma especie, reproducción potencial, coexistencia espacial y temporal.
• Definición práctica: individuos de la misma especie, coexistencia espacial en área arbitraria.

Límites en el Concepto de Población

• No todos los individuos son iguales.
• Organismos individuales y modulares:
  Organismos individuales: la forma y sucesión de fases es predecible (mayor parte de animales).
  Organismos modulares: la forma y sucesión de fases no son totalmente predecibles.
  – Compuesto por número variable de elementos.
  – Desarrollo muy dependiente del ambiente.
  Genet: individuo resultante de un cigoto original.
  Ramet: unidad modular que ha quedado separada del genet.
  – Adaptación local:

Fenotipo = Genotipo + ambiente
Adaptación = base genética
Aclimatación = sin base genética

• Variabilidad genética
  Fenotipo = Genotipo + ambiente

Propiedades de las Poblaciones: Estructura Espacial

• La estructura espacial de las poblaciones depende de la escala considerada.
• A escala local pueden ser:
  • Aleatoria.
  • Regular, uniforme u homogénea.
  • Agregada.
• Factores que fomentan las distribuciones agregadas:
  1. Concentración de recursos o condiciones favorables en el espacio.
  2. Defensa contra depredadores:
  En grupo se detecta antes a los depredadores. Los grupos se defienden mejor. Saciación de los depredadores (agrupación temporal). La probabilidad de ser depredado es menor.
  3. Mayor probabilidad de localización de recursos.
  4. Las progenies tienden a concentrarse en la vecindad de los progenitores.
• El patrón de distribución espacial de los individuos puede cambiar en el tiempo.

Dinámica de Poblaciones Aisladas

Regulación de las Poblaciones

• Procesos endógenos de la población como las interacciones competitivas que se establecen entre sus miembros.
• Factores bióticos ajenos a tales interacciones; competencia interespecífica, depredación, etc.
• Factores abióticos: clima, perturbaciones, etc.

Crecimiento Geométrico y Exponencial

• Poblaciones aisladas: no hay procesos de inmigración ni emigración.
• Tasas instantáneas de natalidad y mortalidad constantes:
  Espacio, alimento y otros recursos ilimitados.
  Natalidad y mortalidad no cambian con el tiempo.
• Individuos idénticos demográficamente:
  No hay estructura genética.
  No hay estructura de edades o tamaño.
• Procesos demográficos básicos.
• Crecimiento ilimitado: el modelo exponencial.
• El modelo exponencial discreto.

Crecimiento Logístico

• Población aislada: no hay fenómenos de inmigración ni emigración.
• Las tasas de natalidad y mortalidad NO son constantes.
• Individuos idénticos demográficamente:
  No hay estructura genética.
  No hay estructura de edades o tamaño.

Crecimiento con Efectos Dependientes de la Densidad

Al aumentar la densidad puede:
Disminuir la disponibilidad relativa de recursos (alimento, espacio, materiales de fabricación de nidos…).
Aumentar la probabilidad de sufrir enfermedades.
Disminuir la natalidad y/o aumentar la mortalidad.

Crecimiento Estructurado (Tamaño, Edad, Estadios)

• Población aislada: no hay fenómenos de inmigración ni emigración.
• Tasas instantáneas de natalidad y mortalidad constantes:
  Espacio, alimento y otros recursos ilimitados.
  Natalidad y mortalidad no cambian con el tiempo.
• Individuos idénticos demográficamente:
  No hay estructura genética.
• Crecimiento de poblaciones estructuradas:
  En la mayoría de poblaciones los individuos no son iguales desde el punto de vista demográfico.
  Las tasas de fecundidad y mortalidad varían con la edad.

Propiedades de las Poblaciones: Distribución de Edades y Sexos

• La estructura de edades informa sobre la longevidad así como del reclutamiento de juveniles (por tanto da una aproximación de la velocidad de crecimiento de una población).
• En especies dioicas la proporción de sexos en una población puede variar y dicha variación puede variar en función de las condiciones ambientales del hábitat.
• Estructura de edades de un tiempo t a t+1.
• Reproducción de los individuos: clase de edad n0 en (t+1).

Estocasticidad Ambiental y Demográfica

• Modelos deterministas: unas condiciones iniciales determinadas, un único resultado.
• Modelos estocásticos (más reales): unas condiciones iniciales determinadas, varios resultados probables.
• Crecimiento ilimitado: el modelo exponencial:
  El efecto de la estocasticidad: Hemos supuesto que la tasa instantánea de crecimiento (r) es constante, pero esto no tiene que ser así por:
  La estocasticidad ambiental (condiciones ambientales variables).
  La estocasticidad demográfica.
  Modelo exponencial con estocasticidad ambiental: tendremos una r promedio () con una cierta desviación estándar.
• Las poblaciones pueden fluctuar debido a:
  Cambios en las condiciones que afectan a la población: estocasticidad ambiental.
  Variabilidad individual de fecundidad y mortalidad: estocasticidad demográfica.
• Incorporación de la Estocasticidad a los modelos poblacionales:
  Variabilidad temporal de las tasas vitales en la actualidad.
  Extrapolación de dicha variabilidad al futuro.
  Secuencia aleatoria o siguiendo algún patrón previamente conocido.

Dinámica de Poblaciones No Aisladas: Metapoblación

• Metapoblación: es una población de poblaciones locales conectadas entre sí por dispersión.
• Subpoblación o demo: agrupación local de individuos con mayor frecuencia de reproducción.

Dispersión

• Proceso en el que individuos (juveniles) se alejan de sus progenitores y vecinos más inmediatos.
• Influye en la colonización y densidad poblacional.
• Todos los organismos se dispersan. Estrategia “evolutivamente estable”.
• Existe dispersión activa o pasiva que puede ser mediada por organismos.
• ¿Por qué es clave la dispersión en la dinámica de poblaciones?: Pérdida de hábitat, dispersión y riesgos de extinción de especies.

Competencia

Es un tipo de interacción en donde los individuos se inhiben mutuamente.

Competencia Interespecífica

Es la interacción que se produce cuando individuos de distintas especies se disputan los mismos recursos en un ecosistema.

Competencia Intraespecífica

• Interacción entre individuos de la misma especie por recursos comunes y limitados que determina una reducción en: la supervivencia, el crecimiento, la reproducción.
• Efecto en la Eficacia biológica o capacidad de contribuir (influir) a las generaciones futuras. Induce una reducción de la fecundidad, supervivencia y crecimiento.
• Es debido a:
  • Explotación de los recursos:
    Resulta en una menor disponibilidad de un recurso necesario y por tanto induce una reducción de la fecundidad, supervivencia y crecimiento.
    Ej: Competencia por la luz, Competencia por los nutrientes, Competencia por agua.
  • Interferencia por parte de otros organismos:
    Interacciones que no se producen a través de los recursos, aunque sí que hacen que haya mayor disponibilidad de recursos para los organismos ganadores.
    La interferencia mutua entre depredadores a altas densidades induce una reducción de la fecundidad, supervivencia y crecimiento.

Cuatro Características de la Competencia Intraespecífica

1. Reduce la contribución de los individuos de una generación a la siguiente.
2. La competencia por un recurso sólo puede existir si ese recurso se encuentra en cantidad limitada (dos organismos que explotan recursos similares no competirán si dichos recursos son superabundantes).
3. Los individuos que compiten son esencialmente equivalentes.
4. Dependencia de la densidad: la probabilidad de que cualquier individuo se vea afectado adversamente aumenta con el número de competidores (la tasa de mortalidad tiende a incrementarse, o la tasa de natalidad tiende a disminuir conforme se incrementa la densidad de la población).

Efectos de la Competencia

• La competencia intraespecífica regula el tamaño de las poblaciones:
  Por encima de un determinado nivel de densidad (K: capacidad de carga o portadora) la población reduce su tamaño.
  Por debajo de un determinado nivel de densidad (K: capacidad de carga o portadora) la población aumenta su tamaño.
• La competencia intraespecífica regula las poblaciones mediante: muertes dependientes de la densidad, nacimientos dependientes de la densidad, nacimientos y muertes dependientes de la densidad.

Competencia Asimétrica

Algunos individuos de la población se ven más afectados que otros por la competencia intraespecífica.

Puede ser por: Tasa de mortalidad, Apropiación del espacio, Territorialidad.

Autoaclareo y Ley de Yoda (Plantas)

Log w = Log C – (3/2) Log D
w es el peso medio, C una constante y D la densidad.

Tipos de Competencia (Según Nº de Especies)

• Competencia intraespecífica: una sola especie, crecimiento logístico.
• Competencia interespecífica: 2 o más especies.

Tipos de Competencia (Según Mecanismo)

• Competencia por explotación: uso de un recurso compartido.
• Competencia por interferencia: reducción de la eficiencia de explotación de otros individuos: química, territorial, encuentro.

El Principio de Exclusión Competitiva

Las especies competidoras absolutas no pueden coexistir: si lo hacen, debe haber diferencias entre ellas en el uso de recursos.

Efecto de la Complementariedad

Partición de nicho y facilitación (Diferencias funcionales y/o en tamaño).

Coexistencia Competitiva

Coexistencia de especies potencialmente competidoras sin segregación en el uso de recursos.

Competencia Aparente

Efecto negativo recíproco no competitivo.

Interacción indirecta mediada por un depredador: “espacio libre de enemigos”.

Determina la Coexistencia Entre Especies

Darwin: el mecanismo a través del que opera la selección natural es la competencia por los recursos.

La competencia es tanto más intensa cuanto más emparentados están los individuos.

La cooperación, la reciprocidad en el intercambio de recursos, habilidades y servicios, y el trabajo en equipo suele significar un beneficio mutuo para los individuos cooperantes.

Nicho Ecológico

Presencia de otras especies: puede influir en condiciones y recursos utilizados.

• Nicho fundamental: condiciones y recursos utilizados potencialmente.
• Nicho efectivo: condiciones y recursos en presencia de competidores y depredadores.

Escenario con Prevalencia de la Competencia

Nicho realizado < Nicho fundamental

Dentro de una comunidad debe existir poca superposición multidimensional entre los nichos de las distintas especies.

Estructura espacial ajedrezada generada por exclusión competitiva.

Escenario con Prevalencia de la Facilitación

Nicho realizado > Nicho fundamental

Incorporación de especies mediada por la presencia de otras.

Caracterización de las Comunidades

• Composición: listado de especies y su abundancia o biomasa.
  Importa la identidad de especies.
• Diversidad: recuento y reparto proporcional de especies.
  No importa la identidad (ej. grupos funcionales) de especies.
• Parámetros usados:
  Presencia-ausencia: lista de especies.
  Abundancia: lista de especies y su abundancia o biomasa.
  Dominancia: supremacía numérica o en biomasa de una o unas pocas especies.
• Comparación entre comunidades: presencia-ausencia.

Cambios Espaciales

• Las comunidades varían en composición a lo largo de gradientes ambientales.
  Gradiente ambiental: cambio progresivo, agudo o suave, en las variables ambientales.
• En general, los cambios son más bien graduales que bruscos.
• Comunidades a lo largo de un gradiente topográfico: cambios en vegetación.
• Altitud: catenas (asociaciones) de vegetación.
• Comunidades a lo largo de un gradiente de emersión: cambios en fauna.

Sucesión

Sustitución temporal de unas comunidades por otras en un mismo espacio.
La sucesión puede considerarse un proceso continuo de colonización y desplazamiento de especies en un lugar.

• Serie: secuencia de comunidades en la sucesión.
• Etapa serial: cada comunidad que se sucede en el tiempo en un mismo espacio.

Tipos de Sucesión

• Sucesión alogénica: iniciada y dominada por cambio abiótico gradual.
  Relleno de sedimentos, clima.
• Sucesión autogénica: iniciada por una perturbación, dominada por interacciones bióticas.
  Depósitos volcánicos, arado de cultivos.

Tipos de Sucesión Autogénica

• Sucesión primaria: ocurre en lugares nunca ocupados por una comunidad.
  Depósitos volcánicos y glaciares, dunas.
• Sucesión secundaria: ocurre en lugares previamente ocupados por una comunidad tras una perturbación.
  Cultivos, claros de bosque, fuego, etc.

Estado Clímax

• Clímax: estadio final de sucesión en equilibrio con medio físico y biótico.
• Teoría monoclímax: cada región tiene una única comunidad clímax.
• Teoría policlímax: cada región tiene varias comunidades climácicas debido a otros factores.
  Hipótesis del clímax-patrón: Reconoce una continuidad de tipos de clímax que varían gradualmente a lo largo de gradientes ambientales.

Aplicaciones de la Teoría de Sucesión

• Restauración de comunidades:
  Estimulación de la secuencia de sucesión.
• Gestión de comunidades explotadas:
  Mantenimiento de estadios sucesionales tempranos.
• Conservación de especies:
  Mantenimiento de estadios sucesionales adecuados.

Las Redes y Cadenas Tróficas Describen las Interacciones Entre las Especies

• Cadena trófica: secuencia de relaciones alimentarias por las que pasa la energía y los nutrientes desde un grupo de organismos con unos requerimientos alimentarios comunes a otro grupo.
  Comienza en general con las algas y las plantas y finaliza con los carnívoros.
• Red trófica: estructura entrelazada formada por una serie de cadenas tróficas interconectadas.
• Nivel trófico: cada eslabón de la cadena trófica.

Niveles Tróficos

• En primer lugar se encuentra el nivel trófico de los productores primarios.
• En segundo lugar el de los herbívoros (consumidores de primer nivel).
• Los niveles más altos pertenecen a los carnívoros (consumidores de segundo nivel).

Flujos de Energía

La energía disponible para un determinado nivel trófico constituye la producción del siguiente nivel superior.

• La energía se pierde en cada nivel trófico a medida que la que se emplea para la respiración se disipa en forma de calor.
• Sólo una parte de la energía del nivel trófico inferior se convierte en producción en el nivel superior siguiente.

Mecanismos de Control: Bottom-Up & Top-Down

• La estructura de las cadenas tróficas sugiere que la población de cualquier nivel trófico dado se encuentra controlada (limitada) por la población del nivel trófico inferior ⇨ Control por los recursos (bottom-up) ⇨ La población vegetal controla a la población herbívora, la que a su vez controla la diversidad y la densidad de consumidores de niveles tróficos superiores.
• Control por los depredadores (top-down) ⇨ La población de depredadores controla a la población de consumidores.

Biodiversidad

• España tiene una elevada responsabilidad para conservar los servicios de los ecosistemas en el contexto europeo, ya que es el mayor reservorio de biodiversidad.
• En aquellas zonas en las que hay más riqueza de especies también hay mayor número de especies amenazadas.
• Las tasas de pérdida de la biodiversidad en España en los últimos 50 años son similares a las encontradas a nivel global o europeo.
  Entre el 40% y 60% de las especies están amenazadas.
  Los peces continentales y los anfibios son los grupos de vertebrados más amenazados.
  El 75% de las razas autóctonas ganaderas en peligro de extinción.

Causas de Pérdida de Biodiversidad

• La destrucción del hábitat es la causa principal de las extinciones de especies actualmente.
• Las especies exóticas introducidas por los humanos constituyen una amenaza para muchas especies nativas.
• Regla del 10% de Williamson: La probabilidad de naturalización de una especie exótica es del 10% y sólo un 10% de las que se naturalizan se convierten en invasoras.

Tipos de Diversidad

• Alfa (α): ⇨ Diversidad local ⇨ Diversidad en una unidad paisajística/hábitat/comunidad.
• Beta (β): ⇨ Diferenciación espacial ⇨ Diversidad a lo largo de un gradiente o entre distintos hábitats/comunidades.
  La diversidad beta se define como la relación entre las diversidades gamma (regional) y alfa (local).
  La diversidad beta cuantifica el número de comunidades diferentes en la región.
  Las comunidades locales son todas idénticas.
  Las comunidades locales son todas diferentes.
• Gamma (γ): ⇨ Diversidad regional ⇨ Diversidad de una región determinada.

Caracterización de las Comunidades: Diversidad

La diversidad tiene dos componentes:

• Riqueza de especies: recuento del número de especies totales.
• Equitatividad de especies: reparto relativo de los individuos de cada especie.

Medidas de Diversidad: Diagramas Rango-Abundancia

• El eje Y representa el orden de abundancia relativa (de mayor a menor) de cada especie para cada sitio.
• Riqueza de especies: amplitud de la curva en el eje X.
• Equitatividad de especies: pendiente de la curva.

Medidas de Diversidad: Índices de Diversidad

• Índices de diversidad: consideran tanto el número como la abundancia o biomasa relativa de especies.
• Importancia de la equitatividad de especies.
• Índice de Simpson (D): Mide la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una comunidad pertenezcan a la misma especie.
  Donde S es la riqueza y pi es la proporción de la especie “i” en la comunidad.

Biología Evolutiva

Los procesos y patrones para entender la especiación, la diversificación, la distribución, el flujo de genes y otros factores (bióticos y abióticos) que dan lugar a la biodiversidad.

Radiación Adaptativa

Proceso que explica la rápida especiación de una o varias especies para llenar nichos ecológicos vacíos.

Relaciones Filogenéticas

Taxonomía integrativa basada en genética, anatomía comparada, morfología tradicional y geométrica ⇨ Para conocer el inventario y clasificación de la biodiversidad.

Paisaje

Área amplia en la que podemos identificar relaciones entre los componentes estructurales y funcionales del territorio.

Ecología del Paisaje

Ciencia que enfatiza la interacción entre el patrón espacial y el proceso ecológico y, por tanto, las causas y consecuencias de la heterogeneidad espacial en un rango de escalas.

La Ecología del Paisaje se Centra en:

• La relación espacial entre elementos del paisaje.
• Los flujos de energía, nutrientes minerales y especies entre elementos.
• La dinámica ecológica del mosaico del paisaje a lo largo del tiempo.

Se Centra Explícitamente en Patrones Espaciales

Heterogeneidad espacial, interacciones temporales, intercambios en paisajes heterogéneos, gestión.

La Ecología del Paisaje se Centra en:

• La relación espacial entre elementos del paisaje.
• Los flujos de energía, nutrientes minerales y especies entre elementos.
• La dinámica ecológica del mosaico del paisaje a lo largo del tiempo.

Se Centra Explícitamente en Patrones Espaciales

Heterogeneidad espacial, interacciones temporales, intercambios en paisajes heterogéneos, gestión.

A Partir de los 70 Surgieron Muchas Teorías y Modelos que han Contribuido a la Ecología del Paisaje

:
Teoría de la biogeografía insular, Teoría jerárquica, Modelos de heterogeneidad, Modelos de perturbación, Modelos de fuente-sumidero, Matemática fractal, Teoría de la percolación

Función
Interacciones entre la estructura, composición y dinámica
Estructura
Unidad básica de la estructura del paisaje 
Características espaciales
Composición y dinámica
Cambios temporales en patrones y procesos 
Características de la estructura y función

¿Por qué la Ecología del Paisaje aparece como una disciplina diferente?
Escalas amplias de problemas ambientales y de gestión del territorio
Desarrollo de conceptos relacionados con la escala en Ecología
Avances tecnológicos con disponibilidad de datos espaciales, desarrollo de softwares y potencia computacional

Conceptos básicos en ecología del paisaje 

Configuración 
Disposición específica de elementos espaciales, usado a menudo como sinónimo de estructura espacial

Conectividad
Continuidad espacial de la cobertura de hábitat en un paisaje

Corredor
Franja relativamente estrecha de un tipo particular que difiere de las áreas subyacentes

Borde
Porción de un ecosistema o cobertura del suelo que está cerca del perímetro y cuyas condiciones ambientales pueden diferir del centro
Fragmentación
Ruptura de un hábitat en piezas menores y desconectadas

Heterogeneidad
Cualidad o estado de elementos distintos como distintos hábitat o coberturas en el paisaje

Parche
Área que difiere del resto en naturaleza o apariencia

Matriz
Cobertura de fondo en un paisaje que se caracteriza por cobertura extensiva y elevada conectividad

Escala
Dimensión espacial y temporal de un objeto o procesos, que se caracteriza por la extensión y el grano

Convenio Europeo del Paisaje. Medidas generales
-Reconocer jurídicamente los paisajes como elemento fundamental del entorno humano, expresión de la diversidad de su patrimonio común cultural y natural y como fundamento de su identidad 

-Definir y aplicar en materia de paisajes políticas destinadas a la protección, gestión y ordenación del paisaje mediante la adopción de las medidas específicas contempladas en el artículo 6 

-Establecer procedimientos para la participación pública, así como las autoridades locales y regionales (…)

-Integrar el paisaje en las políticas de ordenación territorial y urbanística y en sus políticas en materia cultural, medioambiental, agrícola, social y económica, así como en cualesquiera otras políticas que puedan tener un impacto directo o indirecto sobre el paisaje

Caracterización de la escala
Extensión: tamaño total del conjunto del área de estudio o duración total del tiempo bajo estudio

Grano: la más fina resolución espacial en una determinada base de datos

3 consideraciones de escala
Problema de la cobertura
La superficie de la tierra es tan amplia que mapear y entender su variabilidad espacial es una tarea compleja

Problema de la unión de escalas
Muchos trabajos de campo se hacen a pequeña escala, por lo que tener información a escalas amplias puede ser difícil
.
Problema de la estandarización
Cómo se toman e informa sobre los datos es clave para su armonización y extrapolación

Jerarquía
Sistema de interconexiones donde los niveles superiores restringen y controlan el nivel de estudio y los inferiores proporcionan los detalles necesarios para explicar el patrón observado

Patrón espacial
Distribución espacial del objeto de estudio 

Relación o dependencia espacial existentes entre los valores que toma una variable en distintas localidades

Origen del patrón
Variables abióticas y bióticas: 
-A gran escala: variables climáticas (grandes biomas terrestres) 
-A escalas intermedias: clima, topografía, litología. 
-A escala local: interacciones inter- e intraespecíficas, acción antrópica 
Usos tradicionales…huella que perdura durante largos periodos de tiempo 
Procesos de cambio global 

Cuantificación del patrón espacial
Tamaño de los parches 
Relaciones espaciales entre parches: conectividad
El mosaico entero: heterogeneidad

Fragmentación
Pérdida de cantidad de hábitats…y aumento del efecto de borde (en función de la forma: más irregular, más borde) 

Pérdida de conectividad entre los fragmentos de hábitat remanentes

La fragmentación no se percibe de igual manera por todos los organismos

Conectividad
Conectividad espacial: parches del mismo tipo adyacentes y unidos en el espacio 

Conectividad: los individuos o sus propágulos se pueden mover de un parche a otro 

Restauración de la conectividad
Estructura espacial del paisaje
Posición del paisaje 
 Aislamiento de los parches, conectividad 
Efectos ecotono 
Naturaleza la matriz circundante

Autoecología y demografía de las especies
Rasgos funcionales de historias de vida 
Comportamiento 
Dinámica de poblaciones

Calidad del hábitat
Flora 
Estructura 
Edad 
Tipo de hábitat 
Disponibilidad de recursos limitantes

Dimensión de los parches y corredores
Área 
Forma

Cambios en la cobertura y uso del suelo
Cobertura del suelo: Estado físico de las tierras, de la superficie del suelo
Uso del suelo: Forma en que los hombres usan la tierra (requiere una interpretación)

Los principales cambios en el uso y cobertura del suelo y factores
Deforestación tropical , Intensificación agrícola , Desertificación de los ecosistemas áridos y semiáridos, Factores de cambio, Abandono en la actividad agrícola (zonas menos productivas y de montaña) , Política Agrícola Común, Declaración de áreas protegidas , Incendios forestales, Desarrollo de zonas urbanas y el litoral mediterráneo , Cambio climático, Tendencias demográficas

Consecuencias de cambios en la cobertura y uso del suelo
Pérdida de hábitat y fragmentación: Abandono de cultivos tradicionales , Intensificación agrícola , Urbanización y creación de zonas artificiales , Creación de zonas forestales

Biodiversidad 
Conectividad poblaciones y de supervivencias de especies
 
Funcionamiento del ecosistema

Servicios Ecosistémicos
Son los beneficios que los seres humanos obtienen de los ecosistemas de los que, directa o indirectamente, depende su supervivencia y calidad de vida