Termodinamica ecosistemica

Termodinámica y ecología
* Energía de alta calidad (exergia) es importada al interior de los ecosistemas.
* Allí es transformada en biomasa, estructura, complejidad e información.
* Como resultado, el ecosistema exporta energía de baja calidad (entropía) contribuyendo al desorden térmico del universo.
* Sobre la base de la visión termodinámica de los ecosistemas se han postulado lossiguientes principios , la gran mayoría de los cuales fueron enunciados por Odum (1969):
A medida que un ecosistema se desarrolla, disminuye su entropía interna, aumenta su
distancia del equilibrio termodinámico, aumenta su contenido informático, su complejidad estructural, su contenido de exergia, su costo total de manutención y su producción de entropía.
Detractores de la visión termodinamicista:Fenchel, Goldman.
• Dialecta termodinámica:
• I: Minimización de actividad y retención de recursos (Prigogine, Jorgensen)
• II: Alta disipación y expansión (Lotka, Odum).
• Ulanowicz: se produce I cuando faltan los recursos y II cuando existen en abundancia.

La, tentativa, cuarta ley de la termodinámica.
 Si un sistema recibe un flujo de exergia, el sistema la utilizara para alejarse delequilibrio termodinámico. Si al sistema se le ofrece mas de un camino posible, el que genere el mayor almacenamiento de exergia tendrá la propensión a ser seleccionado.
 Sin embargo:
– No existe una forma simple de calcular la exergia, solo se han usado índices.
– Es difícil incorporar en estos índices la información contenida en la estructura de la red ecosistémica.
– En la actualidad laexergia se usa solo de forma relativa, para comparar ecosistemas bajo distintas configuraciones.
 Según Jorgensen, el desarrollo de los ecosistemas desde la perspectiva del
almacenamiento de exergia (su proposición) y de la utilización de la exergia (Odum) van en paralelo.
 Es posible elaborar una hipótesis de forma de poner a prueba esta ley?

Ecosistemas como degradadores de energía
 Lamayoría de los atributos de maduración de un ecosistema propuestos por Odum (1969) se pueden entender como procesos que aumentan la capacidad del
sistema para degradar energía . (Science 164, 262-270, 1969).
 Sin embargo, la sobrevivencia de los componentes puede generar adaptaciones que no necesariamente vayan hacia el aumento en la degradación de la energía.
 Dado lo anterior, se requiereanalizar los posibles caminos que podría tomar un ecosistema dado que se produzcan cambios, naturales o inducidos por el hombre, en los flujos de exergia.

Definir los potenciales atractores y sus características






Donde residen los problemas?
 Si un sistema esta alejado del equilibrio y sometido a un alto flujo de energía, entonces pueden emerger espontáneamente comportamiento yorganización coherentes (Prigogine and Nicolis, 1989).
 Por tanto, solo se pueden especificar potenciales estados y
sus probabilidades.
 Debido a la complejidad inherente al sistema, la descripción de cada atractor es mas bien cualitativa. Una narración según Kay(2000).
 Una solución por tanto es la de generar modelos conceptuales sobre el sistema y sobre sus atractores de forma de poder organizarnuestro conocimiento.

Algunas consecuencias del pensamiento termodinamico en ecología de ecosistemas.
 Si los ecosistemas son estructuras disipativas alejadas del equilibrio termodinamico,
entonces:
– Su dinámica no es predecible salvo en corto plazo.
– Sus respuestas a perturbaciones pueden ser amplificadas por pequeñas variaciones en algunos parámetros.
– En puntos de bifurcación laevolución temporal de un ecosistema en altamente no predecible.
– Las estructuras y los flujos de energía impuestos son interdependientes.
– Debido a que los procesos son irreversibles, y que la respuesta del sistema es histórica entonces no es posible restaurar un ecosistema alterado a su estado original.
 Si se considera lo anterior, entonces:
– Como se deberían enfocar los programas de...