En ecología , una perturbación es un cambio temporal en las condiciones ambientales que provoca un cambio pronunciado en un ecosistema . Las perturbaciones a menudo actúan rápidamente y con gran efecto, para alterar la estructura física o la disposición de los elementos bióticos y abióticos . Una perturbación también puede ocurrir durante un largo período de tiempo y puede afectar la biodiversidad dentro de un ecosistema.
Las principales perturbaciones ecológicas pueden incluir incendios , inundaciones , tormentas , brotes de insectos y pisoteo . Los terremotos , varios tipos de erupciones volcánicas , tsunamis , tormentas de fuego , eventos de impacto , el cambio climático , y los efectos devastadores de impacto humano sobre el medio ambiente ( antropogénicas perturbaciones), tales como la tala , la tala de bosques y la introducción de especies invasoras [1] pueden ser considerados disturbios importantes.
No solo las especies invasoras pueden tener un efecto profundo en un ecosistema, sino que también las especies que ocurren naturalmente pueden causar perturbaciones por su comportamiento. Las fuerzas de perturbación pueden tener profundos efectos inmediatos en los ecosistemas y, en consecuencia, pueden alterar en gran medida la comunidad natural . Debido a estos y los impactos en las poblaciones, la perturbación determina los cambios futuros en el dominio, varias especies se vuelven dominantes sucesivamente a medida que sus características de historia de vida y las formas de vida asociadas se exhiben a lo largo del tiempo. [2]
Criterios
Las condiciones bajo las cuales ocurren las perturbaciones naturales están influenciadas principalmente por el clima , el clima y la ubicación. [1] Las perturbaciones por incendios naturales, por ejemplo, ocurren con mayor frecuencia en áreas con una mayor incidencia de rayos y biomasa inflamable, como los ecosistemas de pinos de hoja larga en el sureste de los Estados Unidos. [3] Las condiciones a menudo ocurren como parte de un ciclo y las perturbaciones pueden ser periódicas. Otras perturbaciones, como las causadas por humanos, especies invasoras o eventos de impacto, pueden ocurrir en cualquier lugar y no son necesariamente cíclicas. Los vórtices de extinción pueden provocar múltiples perturbaciones o una mayor frecuencia de una sola perturbación. Inmediatamente después de una perturbación hay un pulso de reclutamiento o rebrote en condiciones de poca competencia por el espacio u otros recursos. Después del pulso inicial, el reclutamiento se ralentiza ya que una vez que se establece una planta individual es muy difícil de desplazar. [2] Debido a las diversas formas de perturbación, esto afecta directamente a los organismos que explotarán la perturbación y crearán diversidad dentro de un ecosistema.
Debido a que las relaciones dependientes de la escala son omnipresentes en la ecología, la escala espacial modula el efecto de la perturbación en las comunidades naturales. [4] Por ejemplo, la dispersión de semillas y la herbivoría pueden disminuir con la distancia desde el borde de una quemadura. En consecuencia, las comunidades de plantas en las áreas interiores de grandes incendios responden de manera diferente a las de los incendios más pequeños. [5] Aunque los tipos de perturbaciones han variado en los ecosistemas, la escala espacial probablemente influye en las interacciones ecológicas y la recuperación de la comunidad en n todos los casos porque los organismos difieren en las capacidades de dispersión y movimiento.
Perturbación cíclica
A menudo, cuando las perturbaciones ocurren naturalmente, proporcionan condiciones que favorecen el éxito de diferentes especies sobre los organismos previos a la perturbación. Esto se puede atribuir a cambios físicos en las condiciones bióticas y abióticas de un ecosistema. Debido a esto, una fuerza perturbadora puede cambiar un ecosistema durante mucho más tiempo que el período durante el cual persisten los efectos inmediatos. Con el paso del tiempo después de una perturbación, pueden ocurrir cambios en la dominancia con formas de vida herbáceas efímeras que se vuelven progresivamente sobrepasadas por hierbas, arbustos y árboles perennes más altos. [2] Sin embargo, en ausencia de más fuerzas perturbadoras, muchos ecosistemas tienden a volver a las condiciones previas a la perturbación. Las especies longevas y aquellas que pueden regenerarse en presencia de sus propios adultos finalmente se vuelven dominantes. [2] Esta alteración, acompañada de cambios en la abundancia de diferentes especies a lo largo del tiempo, se denomina sucesión ecológica . La sucesión a menudo conduce a condiciones que predispondrán una vez más a un ecosistema a perturbaciones.
Los bosques de pinos en el oeste de América del Norte proporcionan un buen ejemplo de un ciclo de este tipo que involucra brotes de insectos. El escarabajo del pino de montaña ( Dendroctonus ponderosae ) juega un papel importante en la limitación de pinos como el pino conífera en los bosques del oeste de América del Norte. En 2004 los escarabajos afectaron a más de 90.000 kilómetros cuadrados. Los escarabajos existen en fases endémicas y epidémicas . Durante las fases epidémicas, enjambres de escarabajos matan un gran número de pinos viejos. Esta mortalidad crea aberturas en el bosque para nueva vegetación. [6] El abeto, el abeto y los pinos jóvenes, que no se ven afectados por los escarabajos, prosperan en las aberturas del dosel. Eventualmente, los pinos crecen en el dosel y reemplazan a los perdidos. Los pinos más jóvenes a menudo pueden protegerse de los ataques de escarabajos pero, a medida que envejecen, los pinos se vuelven menos vigorosos y más susceptibles a la infestación. [7] Este ciclo de muerte y rebrote crea un mosaico temporal de pinos en el bosque. [8] Se producen ciclos similares en asociación con otras perturbaciones como incendios y tormentas de viento.
Cuando múltiples eventos de perturbación afectan la misma ubicación en rápida sucesión, esto a menudo resulta en una "perturbación compuesta", un evento que, debido a la combinación de fuerzas, crea una nueva situación que es más que la suma de sus partes. Por ejemplo, las tormentas de viento seguidas de incendios pueden crear temperaturas y duraciones de incendios que no se esperan incluso en incendios forestales severos, y pueden tener efectos sorprendentes en la sucesión posterior al incendio. [9] Las tensiones ambientales pueden describirse como presiones sobre el medio ambiente, con variables agravantes como cambios extremos de temperatura o precipitación, todos los cuales juegan un papel en la diversidad y sucesión de un ecosistema. Con moderación ambiental, la diversidad aumenta debido al efecto de perturbación intermedia, disminuye debido al efecto de exclusión competitiva, aumenta debido a la prevención de la exclusión competitiva por depredación moderada y disminuye debido a la extinción local de presas por depredación severa. [10] Una reducción en la densidad de reclutamiento reduce la importancia de la competencia para un nivel dado de estrés ambiental. [10]
Especies adaptadas a las perturbaciones
Una perturbación puede cambiar un bosque de manera significativa. Posteriormente, el suelo del bosque suele estar sembrado de material muerto. Esta materia en descomposición y la abundante luz solar promueven una abundancia de nuevos brotes. En el caso de los incendios forestales, una parte de los nutrientes que antes se encontraban en la biomasa vegetal se devuelve rápidamente al suelo a medida que la biomasa se quema. Muchas plantas y animales se benefician de las condiciones perturbadoras. [11] Algunas especies son particularmente adecuadas para la explotación de sitios recientemente perturbados. La vegetación con potencial de crecimiento rápido puede aprovechar rápidamente la falta de competencia. En el noreste de los Estados Unidos, los árboles intolerantes a la sombra , como el cerezo [12] y el álamo temblón, llenan rápidamente los huecos del bosque creados por incendios o tormentas de viento (o perturbaciones humanas). El arce plateado y el sicomoro oriental están igualmente bien adaptados a las llanuras aluviales. Son muy tolerantes al agua estancada y con frecuencia dominan las llanuras aluviales donde otras especies son aniquiladas periódicamente.
Cuando se derriba un árbol, los huecos normalmente se llenan con pequeñas plántulas herbáceas , pero no siempre es así; los brotes del árbol caído pueden desarrollarse y ocupar el espacio. [13] La capacidad de germinación puede tener un impacto importante en la población de plantas, las poblaciones de plantas que normalmente habrían aprovechado la brecha de caída de los árboles se desbordan y no pueden competir contra los brotes del árbol caído. La adaptación de las especies a las perturbaciones es específica de la especie, pero la forma en que se adapta cada organismo afecta a todas las especies que las rodean.
Otra especie bien adaptada a una perturbación particular es el pino jurel en bosques boreales expuestos a incendios de copas. Ellos, al igual que algunas otras especies de pinos, tienen conos serotinosos especializados que solo abren y dispersan las semillas con suficiente calor generado por el fuego. Como resultado, esta especie a menudo domina en áreas donde la competencia ha sido reducida por el fuego. [14]
Las especies que están bien adaptadas para la explotación de sitios de perturbación se denominan pioneras o especies de sucesión temprana. Estas especies intolerantes a la sombra pueden realizar la fotosíntesis a tasas elevadas y, como resultado, crecen rápidamente. Su rápido crecimiento suele equilibrarse con una vida útil corta. Además, aunque estas especies a menudo dominan inmediatamente después de una perturbación, no pueden competir con las especies tolerantes a la sombra más adelante y son reemplazadas por estas especies a través de la sucesión. Sin embargo, estos cambios pueden no reflejar la entrada progresiva a la comunidad de las formas más altas y longevas, sino el surgimiento gradual y el dominio de especies que pueden haber estado presentes, pero que pasaron desapercibidas directamente después de la perturbación. [2] También se ha demostrado que las perturbaciones son importantes facilitadores de invasiones de plantas no nativas. [15]
Si bien las plantas deben lidiar directamente con las perturbaciones, muchos animales no se ven afectados tan inmediatamente por ellas. La mayoría puede evadir con éxito los incendios, y muchos prosperan posteriormente gracias a los abundantes crecimientos nuevos en el suelo del bosque. Las nuevas condiciones sustentan una variedad más amplia de plantas, a menudo ricas en nutrientes en comparación con la vegetación anterior a la perturbación. Las plantas, a su vez, sustentan una variedad de vida silvestre, aumentando temporalmente la diversidad biológica en el bosque. [11]
Importancia
La diversidad biológica depende de las perturbaciones naturales. El éxito de una amplia gama de especies de todos los grupos taxonómicos está estrechamente relacionado con eventos de perturbación natural como incendios, inundaciones y tormentas de viento. Por ejemplo, muchas especies de plantas intolerantes a la sombra dependen de las perturbaciones para establecerse con éxito y limitar la competencia. Sin este raleo perpetuo, la diversidad de la flora forestal puede disminuir, afectando también a los animales que dependen de esas plantas.
Un buen ejemplo de este papel de la perturbación es en los bosques de pino ponderosa ( Pinus ponderosa ) en el oeste de los Estados Unidos, donde los incendios superficiales con frecuencia adelgazan la vegetación existente, lo que permite un nuevo crecimiento. Si se apaga el fuego, el abeto douglas ( Pesudotsuga menziesii ), una especie tolerante a la sombra, eventualmente reemplaza a los pinos. Los abetos de Douglas, que tienen copas densas, limitan severamente la cantidad de luz solar que llega al suelo del bosque. Sin suficiente luz, el nuevo crecimiento está severamente limitado. A medida que disminuye la diversidad de plantas de la superficie, también disminuyen las especies animales que dependen de ellas. El fuego, en este caso, es importante no solo para las especies directamente afectadas, sino también para muchos otros organismos cuya supervivencia depende de esas plantas clave. [dieciséis]
La diversidad es baja en ambientes hostiles debido a la intolerancia de todas las especies excepto las oportunistas y altamente resistentes a tales condiciones. [10] La interacción entre la perturbación y estos procesos biológicos parece explicar una parte importante de la organización y el patrón espacial de las comunidades naturales. [17] La variabilidad de la perturbación y la diversidad de especies están estrechamente vinculadas y, como resultado, requieren adaptaciones que ayuden a aumentar la aptitud de las plantas necesarias para la supervivencia.
Ver también
- Desastre ambiental
- Sucesión ecológica
- Dinámica forestal
- Patología forestal
- Destrucción del habitát
- Conflicto entre humanos y vida silvestre
- Hipótesis de perturbación intermedia
- Dinámica de parches
- Estresante
Referencias
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enlaces externos
- Microdocs: disturbio