RECURSOS Y RIESGOS DE LA BIOSFERA Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente 2º Bachillerato - Salesianos Atocha 2015-2016 Luis Heras

¿Puede la biosfera alimentar a una población sobredimensionada? La distribución de alimentos es muy poco equitativa. Actualmente, la humanidad consume un 40% de la producción total de la biosfera, y aún así mil millones de personas pasan hambre. El rendimiento energético de nuestra alimentación actual es muy limitado: sólo el 10% pasa de un eslabón a otro de la cadena trófica: el alimento de un carnívoro conlleva hasta 90% de energía de producción que el de un vegetariano. Según cálculos de la OMS, 2500 millones de personas se pueden alimentar con una dieta estrictamente carnívora, mientras que se puede alimentar a 20.000 millones de vegetarianos.

Recursos naturales Un recurso natural es cada bien o servicio que nos proporciona la naturaleza sin intervención del hombre y que luego este puede aprovechar para su beneficio.

1. Recursos de la biosfera 1.1 Recursos forestales Absorben CO2 atmosférico, ↓ el efecto invernadero. Favorecen el reciclaje de nutrientes Controlan las inundaciones, al absorber e infiltrar el agua. Forman suelo. Protegen el suelo de la erosión, sobre todo en fuertes pendientes. Mantienen un clima húmedo Acogen gran parte de la biodiversidad (60% del total) Fuente de madera, carbón, medicinas, miel, fibra textil, papel…. La agricultura está reduciendo la superficie de los bosques y sus servicios.

Amenazas a los bosques: Transformación de los bosques en cultivos Sobreexplotación de los bosques: tras la tala se genera una pérdida en los ciclos biogeoquímicos que deja los nutrientes bajo tierra. El ecosistema que crece después es más inmaduro, de etapas anteriores. Plagas, como la procesionaria del pino

Incendios Dejan el suelo desprotegido y proclive a la erosión, matan a la biodiversidad y generan comunidades inmaduras. Tras un incendio comienza una autosucesión. Suele comenzar con las formas de resistencia y las plantas pirófitas: Hay plantas que resisten bien el fuego (ej: secuoya, palmera). Hay plantas cuyos órganos subterráneos sobreviven al fuego y se desarrollan (ej: encina, alcornoque). Hay incluso plantas que se benefician del fuego para imponerse frente a otras (ej: eucalipto).

Prevenir los efectos de los incendios Cortafuegos Ordenación del territorio para limitar el uso de determinados espacios Vigilancia y control civil Educación e información a la población, planes de evacuación

Proteger los bosques Talas de frecuencia adecuada, preservando la estructura del suelo. Regeneración de bosques tras cultivo/quema. Reciclar papel Reservas ecológicas, vigilancias de bosques, educación ambiental

1.2 Agricultura El 75% de la agricultura mundial es de subsistencia, lo que se conoce como agricultura extensiva: usa sólo trabajo humano y de animales de arrastre. Entre los años 50-60, se desarrolló la Revolución Verde: incremento de la producción de alimentos a base de extensos monocultivos, avance tecnológico, sistemas de regadío sofisticados, fertilizantes y pesticidas… Esto se conoce como agricultura intensiva.

Deforestación: para crear más campos. Aumenta el efecto invernadero Desertificación, al dejar el suelo muy frágil antes la erosión. Sobreexplotación y salinización de acuíferos Eutrofización de lagos Toxicidad por plaguicidas y herbicidas Generación de residuos Costes ocultos: ej. contaminación por parte de la maquinaria Pérdida de biodiversidad: al sustituir la riqueza natural por monocultivos, al deforestar…

Hacia una agricultura sostenible Reducción de uso de pesticidas (control biológico de las plagas), de otros residuos, de combustibles fósiles… Fuentes naturales de nutrientes (abonos naturales) Racionalización del uso del agua (goteo) Favorecer el policultivo y las especies locales Legislar sobre la distribución de alimentos

1.3 Ganadería La ganadería extensiva, que incluye el pastoreo nómada y el de grandes superficies de pastos, es moderadamente sostenible. Los problemas vienen dados por la ganadería intensiva, donde los animales se mantienen encerrados en granjas que requieren grandes cantidades de espacio y recursos.

Problemas de la ganadería intensiva: Deforestación para obtener pastos de alimento Uso de espacios para la infraestructura Efecto invernadero por el ganado Consumo y contaminación del agua Pérdida de la biodiversidad

1.4 Pesca Artesanal: pequeñas embarcaciones, requiere gran mano de obra. Genera poca contaminación. De altura: grandes barcos frigoríficos. Realizan jornadas extensas y enormes capturas. Usan técnicas como las redes de enmalle, redes de arrastre o el palangre.

Acuicultura: cultivo de organismos acuáticos tanto en zonas costeras como del interior, con técnicas que incrementan la producción de crías. No está exenta de riesgos: el espacio requerido sustituye a otros ecosistemas (playas, manglares), y también genera residuos.

Problemas asociados a la pesca: Sobreexplotación: pone al borde de la extinción algunas especies y ha dejado caladeros vacíos. Contaminación Introducción de especies invasoras (alóctonas) Pesca de alevines: capturas individuos jóvenes impide la renovación de la población Falta de selectividad: al capturar extensivamente, muchas veces se toman especies que no interesan comercialmente y se devuelven muertas.

Posibles soluciones: Establecer cuotas anuales, momentos de veda o paradas biológicas, legislación protectora y sancionadora. Técnicas de pesca menos agresivas. Reservas marinas para recuperar poblaciones.

La bioenergía de la biomasa se puede aprovechar: En casi todos los últimos años ha habido una pregunta en PAU sobre biomasa. 1.5 Biomasa Su energía procede del Sol, incorporado por las plantas a las cadenas tróficas. La bioenergía de la biomasa se puede aprovechar: - Quemándola directamente Transformándola en combustible para luego quemarla - Tipos de biomasa Biomasa natural: la de los ecosistemas silvestres Biomasa antropogénica: Residuos agrícolas, ganaderos forestales urbanos, biomasa de cultivos con fines energéticos…

Biocombustibles son combustibles de origen biológico, obtenidos de manera renovable a partir de restos orgánicos procedentes de la biomasa animal o vegetal (estiércol, leña, azúcar, trigo, caña, maíz, semillas oleaginosas….) Ejemplos: Biodiésel (creado a partir de aceites) bioetanol (creado por fermentación alcohólica de azúcares) biogás (creado por fermentación a partir de residuos ganaderos y de depuradoras) bioaceites biomasa

Ventajas Desventajas Renovable Emite CO2 (aunque menos que los comb. fósiles, puede ser una ventaja) Biodegradable Bajo rendimiento energético Se genera a partir de diversas fuentes: agricultura, bosques, desechos animales, humanos… Bajísimo coste Necesitamos grandes superficies de terreno para producir biomasa con fines energéticos, y grandes cantidades de agua Disminuye la dependencia de comb. fósiles Su producción y transporte genera contaminación (maquinaria)

Los agrocombustibles Desplazar los combustibles fósiles por biocombustibles de cultivos energéticos lleva asociado un debate de profundas repercusiones sociales, derivado de la desviación de recursos alimentarios para la producción energética, y del encarecimiento de alimentos. Cómo lidiar con el problema de los cultivos energéticos: Priorizar la producción con fines alimentarios Conservación medioambiental frente a su producción Orientar la producción con legislaciones razonables

2. Ecosistema urbano Comunidad biológica donde los humanos representan la especie dominante y clave, y donde el medio ambiente edificado es el elemento que controla la estructura física del ecosistema. Ocupan cerca del 4% de la superficie terrestre, con el 45% de la humanidad. El sustrato es rocoso, reteniendo gran cantidad de calor respecto al entorno natural. Tantas personas viviendo juntas sobrepasa la capacidad de autoabastecerse de recursos con el entorno inmediato (sistema insostenible). Lo mismo ocurre con la capacidad de reabsorber sus residuos.

2.1 Factores Factores bióticos: población dominante humana, junto a otras poblaciones (palomas, perros, gatos, insectos…). Los humanos se rigen por condicionantes sociales, económicos, políticos, demográficos… Factores abióticos: Clima: la isla de calor favorece una T superior a los alrededores y una menor humedad. Intensidad luminosa Contaminación superior a los alrededores Suelo: apenas hay como tal, salvo en las zonas verdes.

2.2 Flujos Flujo de materia: entran diversos materiales que después salen como residuos. Flujo de energía: entra de diversas formas (gasolina, energía eólica, gas natural…) y generalmente sale en forma de calor. Metabolismo endosomático: flujo de materia y energía relativo a la alimentación (de humanos y animales) Metabolismo exosomático: flujo de materia y energía externo a la alimentación (ej: motores, construcción…)

2.3 Residuos Todo material resultante de un proceso de fabricación, transformación, utilización, consumo o limpieza, cuando su productor o consumidor lo destina al abandono.

Tipos de residuos Composición de los RSU Residuo Sólido Urbano (RSU): aquellos generados por las actividades desarrolladas en los núcleos urbanos o en sus zonas de influencia, es decir, en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios. Orgánicos: materia orgánica que proviene de los restos de alimentos. Inertes: materiales diversos como el vidrio, los envases… Residuos especiales: Son residuos de origen industrial altamente contaminantes: incluye a los que son tóxicos y peligrosos, junto a los radiactivos.

Impactos de los residuos Alteración visual del paisaje Contaminación del suelo, de aguas superficiales y subterráneas Reducción de los recursos hídricos de la zona Incendios espontáneos Malos olores Proliferación de ratas e insectos que actúan como vehículo de enfermedades

2.4 Niveles de gestión de residuos Nivel 1: Reducción y prevención Reducir cuantitativamente y cualitativamente (los peligrosos) mediante cambio de los hábitos de consumo, prolongar la vida útil, usar tecnologías limpias de fabricación… Nivel 2: Reutilizar Para la misma función (ej: bolsas) o para otras derivadas (ej: neumáticos que construyen suelos de parques infantiles). 3 Rs: Reducir, Reutilizar, Reciclar

Nivel 3: Reciclaje Extracción de materiales de los residuos y aprovecharlos como materia prima para elaborar otros productos. Vidrio: es 100% reciclable. Plásticos: económicamente costoso, porque primero hay que clasificarlos en los distintos tipos de plásticos. A cada reciclaje sufren alteraciones que rebajan su vida útil. No se pueden usar de nuevo para envases alimentarios, sí que tienen muchos otros usos. Papel: también se altera con cada reciclado, por lo que hay que añadir algunas nuevas fibras de madera.

Nivel 4 Valoración Aprovechamiento de la basura como recurso energético. Digestión anaerobia de la materia orgánica usando bacterias anaerobias, permite obtener biogás con alto contenido en metano. Hidrogenación: tratamiento industrial de los residuos de celulosa que permite crear combustible. Producción de compost Incineración: quema de los residuos inocuos para generar calor que se pueda acoplar a la generación de energía (si bien es verdad que es baja y también se contamina).

Nivel 5 Eliminación Cuando no es posible aplicar otro método, conviene usar vertederos controlados. Son aquellos que cumplen varias condiciones de respeto medioambiental (lejos de ríos y acuíferos, así como de sistemas bióticos; sobre suelo impermeable que impida la infiltración; control activo de la contaminación…).

3. La biodiversidad “Variabilidad de organismos vivos de ecosistemas terrestres y acuáticos, y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y los ecosistemas” Engloba 3 conceptos: Diversidad taxonómica Diversidad genética Diversidad ecológica

3.1 Diversidad taxonómica Las especies similares se clasificar en taxones de distinto rango. Para definir a una variedad usamos género + especie. Hay 1,75 millones de especies descritas, pero se estima que pueden existir 15 millones.

Área de distribución: superficie del planeta donde esa especie ha sido registrada. Puntos calientes de biodiversidad: Región biogeográfica con una alta biodiversidad amenazada

Lugares donde hay más diversidad: Latitudes cercanas al ecuador Baja altitud Alta disponibilidad de agua Alta producción 1ª Zonas de mayor estabilidad ambiental

Variaciones naturales: 5 extinciones masivas, como la del Pérmico (de origen desconocido) y la del Cretácico (dinosaurios). Variaciones antrópicas: el ser humano está llevando a cabo una 6ª extinción masiva. Documentadas: desde 1600 ha extinguido más de 800 especies, y seguirá...

3.2 Diversidad genética Variabilidad en el ADN entre individuos de la misma especie. Para ello se puede basar en los distintos fenotipos, aunque lo más adecuado es estudiar los genotipos. A mayor heterogeneidad (Aa) en una especie, hay mayores poblaciones y mayor posibilidad de generar nueva genética.

3.3 Diversidad ecológica Se define en base a la riqueza y a la uniformidad de especies. Se mide con D (índice de diversidad de Simpson). Cuanta más diversidad tiene un ecosistema, más estable es porque se autorregula mejor: las redes tróficas son más complejas y resisten mejor las perturbaciones.

4. El valor de la biodiversidad Valor económico: Alimentos, medicinas, materiales, turismo verde. Valor científico y ecológico: permite entender mejor los procesos biológicos y las interrelaciones del ecosistema. Valor ético: cualquier especie tiene derecho a vivir en su medio natural.

5. Causas de destrucción del ecosistema Alteración y destrucción de hábitats. Introducción de especies exóticas o alóctonas: desplazan a la especie nativa por depredación, competencia por recursos o por modificación perjudicial del ambiente. También pueden introducir enfermedades o parásitos. En España: aves tropicales, mejillón cebra… Sobreexplotación de especies Contaminación Cambio climático

5.1 Evitar la destrucción de los ecosistemas Sensibilización de la población mediante educación ambiental Protección de los ecosistemas en riesgo y creación de espacios protegidos Sanciones administrativas por contaminación o sobreexplotación Bancos de genes que garanticen la supervivencia de especies animales y vegetales en peligro de extinción

PAU Junio 2010

Junio 2010

6. Conservar la biodiversidad Estudios de evaluación: cálculo de la huella ecológica (relación recursos extraídos-regeneración) Protección in situ: preservar los ecosistemas donde viven las especies a proteger Protección ex situ: bancos de semillas, cría en cautividad, zoo… Modelo de desarrollo sostenible Legislación

Legislación en conservación Leyes urbanísticas que preserven los ecosistemas Listas de especies protegidas: penalización de su explotación y medidas de recuperación Legislación de caza y pesca Legislación de impacto ambiental: someter obras y proyectos a evaluaciones de impacto ambiental. Creación de espacios naturales protegidos

Creación de espacios protegidos: Se reconocen legalmente como figuras de protección. Son aquellos que cumplen al menos uno de estos requisitos: Contiene sistemas naturales representativos, singulares, amenazados o de interés científico, geológico, educativo… Dedicados a la protección de la biodiversidad, geodiversidad y de los recursos asociados. Son figuras de la protección: Parques Nacionales, Reservas Naturales, Reservas de la Biosfera, Monumentos Naturales y Paisajes Protegidos

Parques nacionales de España Espacios naturales de alto valor ecológico y cultural. Son de interés general para la nación. Parque Nacional de Doñana, de Picos de Europa, de Sierra Nevada, de Timanfaya…

Reservas Naturales Área protegida, de importancia para la vida silvestre con rasgos geológicos de especial interés , con fines de conservación, investigación y educación. Valle de Arán, Albufera de Adra, Laguna Fuente de Piedra…

Reservas de la Biosfera Áreas geográficas representativas de las relaciones de equilibrio del ser humano con los ecosistemas y que actúan como centros de observación y conservación. Reconocidas por la UNESCO Sierra de Cazorla, Ordesa, Lanzarote, Isla de Hierro, Grazalena… http://rerb.oapn.es/index.php/red-espanola-de-reservas-de-la-biosfera/las-reservas-de-la-biosfera-espanolas/1-2-1-mapa

7. Regiones biogeográficas de España Atlántica/Eurosiberiana: temperaturas suaves y humedad abundante a lo largo del año. La vegetación es muy frondosa y abundante que al caer deposita y transforma mucho el suelo. Bosque caducifolio donde predomina el haya y el roble, y matorrales de brezos. Mediterránea: veranos cálidos y secos. Vegetación perennifolia, adaptada a la escasez de agua. Las plantas son menos numerosas y no tan frondosas, presentan una baja capacidad de depósito y transformación del suelo. Lo más representativo del bosque mediterráneo es la encina, acompañado de arbustos como el madroño y la jara, y plantas aromáticas. Macaronésica: zona climática tropical, posee mezcla de vientos húmedos alisios y saharianos secos. Bosque característico de laurel y tilo, con matorrales de cardón.

80.000 especies 1700 endemismos 37% de vertebrados y 15% de plantas amenazadas. Peligro de extinción: lince ibérico, lagarto gigante del Hierro, acebo, cedro canario, esturión…

8. Biomas Conjunto de ecosistemas terrestres con semejantes condiciones climáticas y caracterizados por su vegetación predominante. Se extienden por varios continentes.

Los biomas dependen en gran medida de la T y las precipitaciones Los biomas dependen en gran medida de la T y las precipitaciones. También de la altitud, la distancia al mar, la circulación global atmosférica y de las corrientes marinas…

8.1 Selva tropical húmeda o pluvisilva Entre los 10º de latitud N y S a ambos lados del Ecuador. Clima cálido sin estacionalidad y abundantes precipitaciones. Vegetación estratificada, con árboles de varios m de altura, y plantas epífitas. Sotobosque pobre. Gran riqueza de fauna. Impactos humanos: explotación maderera y quemas para cultivo.

8.2 Bosque tropical seco y sabana Entre los 10º y 25º de latitud. Clima tropical con T cálidas sostenidas y con una estación seca prolongada. Estrato herbáceo con árboles dispersos. Fauna: grandes herbívoros y carnívoros. Impactos humanos: agricultura e incendios.

8.3 Desiertos Entre los 10º y 25º de latitud. T extremas día-noche. Precipitaciones escasas. Suelo de mínimo desarrollo. Sólo los semidesiertos presentan algo de vegetación: plantas C4 y CAM. Fauna: escasos animales adaptados a evitar la pérdida de H2O. Por la actividad humana se extienden más de lo que deberían.

8.4 Laurisilva Distribución desigual. Ej: Canarias. Estacionalidad térmica, lluvias repartidas todo el año. El clima es húmedo por los vientos alisios. Formación boscosa densa de árboles y sotobosque desarrollados, de hoja perenne y ancha.

8.5 Bosque mediterráneo 30-40º latitud. Mediterráneo, California, Chile, Australia. Periodo árido en verano y periodo húmedo de varios meses. Plantas esclerófilas* perennes, con la encina como especie predominante. Alcornoque, madroño… Al ser perennes, existe menor depósito y transformación de materia orgánica. Impactos humanos: incendios, agricultura, urbanización… * adaptadas a largos periodos de sequía

8.6 Bosque templado caducifolio 40-50º latitud. Estacionalidad térmica y precipitaciones distribuidas aunque moderadas. Estrato arbóreo con pocas especies y con herbáceo muy diverso. Roble, arce, haya. Bosque de vegetación más frondosa y caducifolia, con mucho depósito y transformación de materia orgánica. Impactos humanos: incendios, agricultura, urbanización…

8.7 Estepa, pradera seca o pampa Interior de continentes. Clima continental de marcada estacionalidad térmica y precipitaciones moderadas. Llanuras de herbáceas perennes variadas. Impactos humanos: agricultura, ganadería.

8.8 Taiga 45-60º por Eurasia y Norteamérica. Clima boreal: T extremas (de -20º a 20ºC). Lluvias sólo en los meses de verano Densos bosques de coníferas, suelo de musgos y líquenes. Alce o reno, liebres, zorros, lobos, osos… Impactos humanos: minería, maderera…

8.9 Tundra Regiones circumpolares del hemisferio Norte. Escasas precipitaciones y T medias bajo 0. Vegetación de musgo, liquen y herbácea. Impide el crecimiento de plantas mayores por el permafrost. Reno, liebre, lobo ártico, oso polar…

8.10 Ecosistemas marinos Ambiente bentónico: fondo marino y la capa de agua en contacto con él. Constituido por los organismos que viven fijos al sustrato y los que se desplazan por él. Los productores son algas pluricelulares. Entre los consumidores hay esponjas, moluscos, estrellas de mar… Ambiente pelágico: aguas libres que no contactan con el fondo. Consta de una zona fótica y una afótica en profundidad. La zona cercana a la costa es la nerítica, la lejana es la oceánica. Plancton: se mueven de forma pasiva por las corrientes. Fitoplancton: Organismos autótrofos unicelulares (cianobacterias o algas unicelulares). Productores. Zooplancton: Organismos heterótrofos. Krill, medusas… Necton: se desplazas de forma activa. Peces, mamíferos marinos y algunos cefalópodos y crustáceos. Se alimentan de plancton y bentos.

8.11 Ecosistemas de agua dulce Ecosistemas lénticos o de aguas estancadas Zona litoral: está iluminada. La diversidad es muy rica: similar al ambiente pelágico pero además hay nenúfares, anélidos, anfibios, insectos… Zona limnética: comprende una zona fótica con fito y zooplancton y peces, y una zona afótica con descomponedores. Ecosistemas lóticos o de aguas corrientes: ríos Curso alto: producción/respiración < 1, la fuente de alimento es el material de los árboles que cae al río. Trucha. Curso medio: producción/respiración > 1, al aumentar la fotosíntesis en este tramo. Barbo. Curso bajo: producción/respiración < 1, la fuente de alimento son las partículas pequeñas arrastradas del tramo anterior. Carpa.