Producción primaria aplicada

La producción primaria es la tasa a la cual los vegetales almacenan energía en forma de biomasa (Smith & Smith, 2004), y está intrínsecamente relacionada con el proceso de fotosíntesis y la capacidad de absorber carbono del sistema, los cuales dependen del clima y las condiciones ambientales del lugar.
 Las condiciones ambientales que influyen en mayor medida a a un ecosistema terrestre son las precipitaciones y temperatura media anual (Smith & Smith, 2004).

La producción primaria aumenta a mayor temperatura (Ver gráfico 1), lo que se verá expresado claramente en ecosistemas de clima tropical. Cabe notar que no basta sólo con que la temperatura sea mayor sino que la producción primaria depende también de la disponibilidad de agua del ecosistema, lo cual va ligado con la cantidad de precipitaciones que se dan en el lugar (Ver gráfico 2), lo cual se puede apreciar en el ejemplo anterior (Smith & Smith, 2004).

Gráfico 1. Relación Producción Primaria (PP) y Temperatura (T°)

Fuente: Elaboración propia, 2015.

Gráfico 2. Relación Producción Primaria (PP) y Precipitación media anual (Pp)

 Fuente: Elaboración propia, 2015.

Bibliografía:

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). Ciclos Biogeoquimicos. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 391). Pearson Addison Wesley.

Glosario ecológico: Conociendo un poco más de los ciclos biogeoquímicos

• Fuente: Componente del ecosistema donde abunda materia o un nutriente (Smith & Smith, 2004). Normalmente es asociado como sinónimo de reservorio.

• Sumidero: Hábitat vacío, marginal o submaginal, 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 & Smith, 2004).

• Reservorio: Componente principal de un ecosistema (Smith & Smith, 2004), el cual es un depósito de sustancias nutritivas o de desecho que deben ser aprovechadas o expulsadas, según cada caso, por el organismo (Zapata, 2012).

• Flujo:  Paso de materia o nutrientes entre dos reservorios o hacia otro componente del ecosistema, pudiendo generar un cambio en la estructura o estado del nutriente (Zapata, 2012).

Figura 1. Reservorios y flujos de un ecosistema.

Los rectángulos corresponden a reservorios y las líneas a flujos.

Fuente: Martínez, 2009.

Bibliografía:

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). Ciclos Biogeoquimicos. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 391). Pearson Addison Wesley.

Zapata, P. (2012). Ecología de ecosistemas.

¿Cómo circula el dióxido de carbono durante el día?

Con las primeras luces del día, comienza la fotosíntesis, las plantas comienzan a captar el dióxido de carbono del aire, y su concentración cae en picado –en la Figura 1 se aprecia a las 09:00 hrs-. Esto ocurre debido a que las hojas de las plantas empiezan el proceso de fotosíntesis, fijando el dióxido de carbono como biomasa, llegando a concentraciones muy bajas durante el día. Comenzando la tarde, la cantidad de dióxido de carbono en el aire comienza a aumentar levemente, debido a que disminuye la cantidad de luz que llega a las plantas cesando así su fotosíntesis, liberando así CO2 al ambiente a través del aumento de respiración –en la Figura 1 se aprecia en el intervalo de las 15:00 a 18:00 hrs-. Durante la noche, la concentración aumenta rápidamente –se aprecia en el intervalo entre 18:00 en adelante- para así completar el ciclo diario de circulación de carbono.

Figura 1. Flujo diario de CO2

Fuente: Smith, 2004.

Descripción gráfica de un ecosistema chileno

 Figura 1. Diagrama esquemático de un ecosistema del desierto de Atacama

Fuente: Elaboración propia, 2015.

Termodinámica fotosintética

La segunda ley de la termodinámica indica que cuando la energía se transfiere o transforma, parte de ella se convierte en una forma que no puede ser usada en otra forma y no está disponible para hacer ningún tipo de energía. Esta forma de energía, conocida como calor, es energía degradada, la cual es simplemente movimiento desorganizado de moléculas. La segunda ley de la termodinámica implica que siempre hay una tendencia hacia un mayor desorden o entropía. Para contrarrestar la entropía, es decir para crear orden, se tiene que usar energía. La operación o funcionamiento de la segunda ley se puede visualizar claramente en un ecosistema natural: la energía emitida por el sol es capturada por las plantas  y convertida en energía almacenada por los procesos fotosintéticos (Gliessman, 1998).
La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos (Pérez, 2009).

 La energía acumulada por las plantas durante la fotosíntesis se llama productividad primaria. La energía que permanece después de la respiración, usada para mantener la planta, se conoce como productividad primaria neta y se mantiene almacenada en forma de biomasa. La eficiencia de la conversión de energía solar a biomasa raramente excede el 1% (Gliessman, 1998).

Para saber un poco más de la fotosíntesis y su relación con la biomasa, ve el siguiente vídeo:

Bibliografía:

Gliessman, S. (1998). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sostenible. EUA: Sleeping Bear Press.

Pérez, E. (2009). Fotosíntesis: Aspectos básicos . Reduca, 1-47.

Glosario ecológico: Un acercamiento a los conceptos claves de un ecosistema

•        Biomasa en pie: Cantidad de materia orgánica acumulada que se encuentra en un determinado lugar en un momento dado (Smith & Smith, 2004). Se mide a través de una unidad de medida de masa (g, kg, ton, etc.) y área (m3, ha, etc.), en algunos casos se puede considerar la temporalidad (día, mes o año) (Gliessman, 1998).

•    Productividad Primaria Bruta: Energía captada por los productores de un ecosistema, sin considerar lo que consumen para llevar a cabo sus actividades metabólicas. Se mide en kg/m2 año o kcal/m2 año (Gliessman, 1998).

•     Productividad Primaria Neta: Energía captada por los productores en la fotosíntesis, menos la energía utilizada en sus actividades metabólicas, como la respiración celular. Puede visualizarse como un indicador generalizado del potencial ecológico (Gómez & Callopín, 1991). En otras palabras, es la energía que queda sobrante de la respiración y se acumula como biomasa (Smith & Smith, 2004). Se mide en kg/m2 año (Gliessman, 1998).

• Productividad Ecosistémica Neta: Diferencia entre la producción primaria neta (PPN) y  la respiración heterotrófica (en su mayor parte, descomposición de materia orgánica muerta) de un ecosistema en una misma área (CIECC, 2015). Se mide en Kg/m2 año (Gliessman, 1998).

Figura 1. Diagrama explicativo de la Producción primaria bruta y Producción primaria neta

Fuente: Campos, 2011.

Bibliografía:

Centro de investigación y Estudio en Cambio Climático (CIECC). (19 de Diciembre de 2015). Cambio climático y tecnología. Obtenido de http://www.cambioclimaticoytecnologia.org/

Gliessman, S. (1998). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sostenible. EUA: Sleeping Bear Press.

Gómez, I., & Callopín, G. (1991). Estimación de la productividad primaria neta de ecosistemas terrestres del mundo en relación a factores ambientales. Ecología Austral, 24-40.

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). La producción en los ecosistemas. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 360). Pearson Addison Wesley.