cuantificacion ecologica

Aspectos termodinámicos con los ecosistemas
Se considera que las funciones de estado fundamentales para este fin son la energía interna (E) y la entropía (S) del sistema. Como los ecosistemas se tratan se un sistema abierto es posible establecer una ecuación para explicar la variación de energía del sistema en función de los factores abióticos bióticos estas representadas porlas dinámica de poblaciones de las especies del ecosistema que inciden sobre el sistema. En esta se establece que no hay impedimento alguno al tamaño de población como variable macroscópica de estado y la ecuación obtenida nos brinda información sobre la determinación en que la energía interna se distribuye en los procesos de estructuración del sistema. La fuente primaria de energía de labiosfera es el sol, se estima que la energía que llega a la tierra es aproximadamente 15x108 cal/m2 año, parte de ella es capturada por el fotosintético iniciando el flujo de energía que caracteriza a la biosfera.
En consecuencia los ecosistemas son sistemas termodinámicamente abiertos y la energía interna del mismo toma un papel de variable de estado que determina sus estructuraespacial temporal, mientras que la entropía otra variable de estado de importancia, determinara la evolución temporal del ecosistema, que de acuerdo que la primera ley de la termodinámica el cambio de energía de un sistema es un balance entre calor y el trabajo efectuado sobre el sistema.
La segunda ley implica que el balance de la entropía de un sistema abierto es la resultantede la cantidad de entropía producida y la entropía disipada hacia el exterior.
dS/dt= diS/dt+deS/ dTEl término de producción de entropía siempre es un proceso irreversible dS> 0.
En el ecosistema el cambio de energía interna está determinado por el balance de energía solar incidente , la energía incorporada al flujo de energía a través de las cadenas tróficas y la energíadisipada al exterior de las 15x108 cal/m2 año que llega a la tierra solo se utiliza 1.5 x 107 de los autótrofos fotosintéticos. Esta cantidad marca el inicio de las cadenas alimentarias.
En cada organismo del ecosistema, la energía disponible es utilizada solo en parte y otra gran parte es desperdiciada en forma de calor, para entender este fenómeno se utiliza una nueva variable deestado denomina la energía libre de Gibbs (G) definida como:
G= E + PV+TS
Esta se puede desmostar bajo condiciones estándares : ΔG/ΔT=TS1S/dt+dW/dt, en donde W es trabajo realizado por el sistema y TS1S/dt es la tasa de disipación de la energía no útil para el sistema, ya que en todo organismo la energía disponible para efectuar trabajo diferente al de expansión es utilizada solo enparte ya que durante cualquier proceso irreversible este se disipa en forma de calor, en consecuencia la energía disponible para los siguientes niveles tróficos es cada vez más escasa y el número de individuos que pueda acceder a ella se disminuye por consecuente.
La energía interna del sistema determinará la estructura temporal y espacial del sistema ya que la creación de estrategias porparte de los organismos de las comunidades para poder utilizarlos eficientemente y en cantidad suficiente para sobrevivir.
De esta forma la estructuración de un ecosistema dentro que también es un proceso irreversible. en términos de producción de entropías este siempre es positivo por lo que este determinara la evolución temporal del ecosistema y limitara la cantidad de energía parasu organización.
Flujo de energía y estabilidad del ecosistema

En la imagen anterior para pirámides de energía para una comunidad como se observa la estructura del a comunidad está firmemente determinada por la energía disponible para cada nivel trófico dado que el número de individuos en cada piso de la pirámide va disminuyendo los individuos del nivel inmediato superior son...