¿Para qué? Ecología de Poblaciones en Agronomía abundancia Especies claves abundancia Funcionamiento del ecosistema (e.g. producción) Especies dominantes

Poblaciones en agronomía  forrajeras perennes  malezas  insectos plaga  patógenos  biocontroladores  cultivos anuales

NIVEL DE PROYECCION NIVEL FOCAL NIVEL EXPLICATIVO COMUNIDADES POBLACIONES NIVEL FOCAL INDIVIDUOS NIVEL EXPLICATIVO

Manejo o control de una población Identificación del problema Predicción Modelos Patrones Mecanismos Comprensión Descripción Estados Procesos Identificación del problema

ESTADOS (= estructura poblacional)

tiempo N para un tiempo “t” Densidad Estructura de edades Patrón de distribución espacial Frecuencias génicas para un tiempo “t”

ESTRUCTURA POBLACIONAL Tamaño y Densidad Poblacional (N, ƪ ) E. edades o estadíos de desarrollo E. genética E. espacial

PROCESOS (= dinámica poblacional)

PROCESOS POBLACIONALES P. EVOLUTIVOS P. DEMOGRAFICOS Variaciones en la estructura demográfica (tamaño o densidad poblacional y/o estructura de edades) en el TIEMPO PROCESOS POBLACIONALES P. EVOLUTIVOS Variaciones de la estructura genética (frecuencias génicas ) en el TIEMPO P. ESPACIALES Variaciones en la estructura demográfica y/o genética en el ESPACIO

tiempo N dN / dt por unidad de tiempo Crecimiento poblacional Migración Evolución genética por unidad de tiempo

dN/dt tiempo

PATRONES

PATRONES de crecimiento poblacional es este un patrón? (estructuras o dinámicas que escapan al azar)

 dos situaciones contrastantes:

… una cuestión de escalas ... ESTRUCTURA ESPACIAL Regular o uniforme Patrones de distribución Aleatorio Agrupado … una cuestión de escalas ...

Limitación de disponibilidad de propágulos Determinantes básicos del patrón de distribución. -Distribución de las plantas madre -Mecanismos de dispersión de propágulos -Intercepción de la lluvia de semillas -Distribución de “sitios seguros” -Arquitectura de la planta y comportamiento de “forrajeo” Limitación de disponibilidad de propágulos vs. disponibilidad de sitios seguros.

persistencia y crecimiento de metapoblaciones tasa de recolonización tasa de extinción estructura y dinámica del paisaje atributos regenerativos (fecundidad, dispersión) atributos vegetativos (competencia, tolerancia)

Paisaje: “una porción heterogénea de la superficie terrestre, compuesta por un conjunto de ecosistemas interactuantes” (Forman y Godron 1986) “un mosaico de tipos geomorfológicos, tipos de vegetación y tipos de uso de la tierra” (Urban et al. 1987)

estructura del paisaje fragmentación conectividad tamaño, forma y calidad de los parches calidad de la matriz corredores simplificación

Influencias de la forma (efecto borde) en la intensidad y calidad lumínica, en la intensidad del viento, en el flujo de agua, en la humedad relativa atmosférica, en la disponibilidad de propágulos, en la densidad de herbívoros, predadores y parásitos.

Estructura del paisaje e impacto sobre Meligethes aeneus (Thies y Tscharntke 1999)

Influencias del aislamiento temporal fragmentaciones recientes pueden actuar como refugio de herbívoros y predadores inmigrantes, y pueden soportar individuos de especies muy longevas pero destinadas a la extinción local

Influencias del aislamiento espacial - conectividad Depende tanto de la distribución de hábitats en el paisaje como de la movilidad de los organismos. un mismo paisaje puede representar distintos grados de conectividad según la estrategia de dispersión. los corredores son capaces de reducir las tasas de extinción y/o aumentar las tasas de inmigración

MECANISMOS POBLACIONALES Procesos fundamentales involucrados en la determinación de una respuesta, un patrón o dinámica particular de las poblaciones

Mecanismos denso-independientes Determinación del tamaño poblacional Mecanismos denso-dependientes

¿Cómo resulta determinado N (o la densidad) bajo distintos modelos de crecimiento poblacional? ¿De qué depende el valor de N en un momento “t” en cada caso?

SISTEMAS FUERA DEL EQUILIBRIO SISTEMAS EN EQUILIBRIO ABUNDANCIA COLONIZACION INVASION CARACTERES REGENERATIVOS CARACTERES VEGETATIVOS SUPERVIVENCIA pasado FILTRO AMBIENTAL actual

Crecimiento y supervivencia denso-dependientes - jerarquización de tamaños - autorraleo

Mecanismos denso-dependientes o de regulación poblacional mortalidad denso-dependiente:  ley de autorraleo  fecundidad / natalidad denso-dependiente:  relaciones rendimiento vs. densidad en cultivos

b d N

MODELOS DEMOGRÁFICOS

N t ¿De qué depende el valor de N en un momento “t” en cada caso? r, N y t (desde el último disturbio) “r” estrategas r, N, t, pero, la mayor parte del tiempo, de K “K” estrategas

Tabla de vida diagramática Adultos Nt=0 SEMILLAS EMIGRANTES SEMILLAS Producidas SEMILLAS INMIGRANTES Procesos demográficos básicos Nt=1 = Nt=0 + B – D + I + E Inmigración Natalidad (birth) Emigración Mortalidad (death) Adultos Nt=1

LLUVIA de SEMILLAS SUELO Adultos Nt=0 SEMILLAS EMIGRANTES SEMILLAS Producidas SEMILLAS INMIGRANTES LLUVIA de SEMILLAS SUELO SEMILLAS PROFUNDAS SEMILLAS SUPERFICIALES PLANTULAS JUVENILES Adultos Nt=1

Adultos Nt=0 Nt=1 = Nt=0  ƴ Adultos Nt=1

Competencia intra-específica: w = wm(1 + aN)-b w = peso seco medio por planta wm = peso seco medio de plantas aisladas (máximo) a = área requerida para alcanzar el peso seco max. (wm) b = eficiencia de uso de los recursos

B (g/m2) w (g/planta) N B = wN B = wmN(1 + bN)-b  Ley de los rendimientos constantes (Shinozaki and Kira, 1956). donde b : coeficiente de competencia intraespecífica

1/w w -b = A + BN si b = 1 A = 1/wm and B = b/wm w = 1/[1/wm + bN/wm]  Ley de los rendimientos recíprocos N

Mortalidad denso-dependiente (autorraleo) N = Ni(1 + mNi)-1 N Ni

k=-3/2  Ley de Autorraleo k=-1  Ley de los Rendimientos constantes Log (w) k=-1 k=-3/2 Log (Ni) Crecimiento denso-dependiente bajo autorraleo w = cN-k k=-3/2  Ley de Autorraleo k=-1  Ley de los Rendimientos constantes

Fecundidad denso-dependiente:. Producción de semillas por planta vs Fecundidad denso-dependiente: Producción de semillas por planta vs. tamaño Firbank y Watkinson 1986 s = c w k s log (s) w s = c w k - a s log (w) w

Fecundidad tamaño-dependiente Jerarquización de tamaños w F Fecundidad tamaño-dependiente w s Firbank y Watkinson 1986 s = c w k s densidad Rto. granos. densidad

Influencias de la posición del parche en el paisaje puede condicionar el flujo de materia (incluyendo semillas!) y energía entre el fragmento y la matriz.

Dinámica de poblaciones vegetales a escala de paisaje espacio Eriksson, 1996 Poblaciones remanentes Poblaciones fuente-destino Meta-poblaciones

Tipos de modelos demográficos Supuestos Modelos deterministas y no espaciales Recursos ilimitados Acceso uniforme a los recursos Ambiente constante Ambiente predecible Ambiente uniforme Un estado exponencial X logístico Multi-estado tabla de vida Simulación dinámica