Unidad 3
Dinámica de las poblaciones: conceptos y procesos básicos
Dinámica de las poblaciones: conceptos y procesos básicos
Discutir los mecanismos que determinan los patrones de variación espacial y temporal de la densidad poblacional, en los contextos naturales y agrícolas, para contrastar el comportamiento de las poblaciones en ecosistemas naturales y agroecosistemas.
Contesta las siguientes preguntas con base en la lectura "El hábitat: definición, dimensiones y escalas de evaluación para la fauna silvestre" y en los capítulos 1, 2 y 18 del libro "Hábitat". Sube tus respuestas a tu sitio Web.
EL CONCEPTO DE HÁBITAT: DEFINICIONES Y CONTROVERSIAS
¿Qué diferentes conceptos de hábitat se exponen en la lectura?
¿Qué entiendes que es el hábitat desde la perspectiva ecológica?
¿Qué diferencia hay entre el hábitat real y potencial, y qué implicaciones tienen estos conceptos en la agricultura? ¿Cómo se pueden relacionar estos conceptos con el manejo agrícola hacia una adaptación al cambio climático?
¿Qué importancia tiene el concepto de hábitat para el manejo de un ecosistema agrícola?
EL HÁBITAT Y SUS ESCALAS DE MEDICIÓN
¿Qué categorías de escala espacial se han propuesto? ¿Cuál consideras apropiada utilizar con fines agronómicos?
¿Cuál es la escala de paisaje y qué utilidad tendría utilizarla para el manejo de sistemas agrícolas?
¿A qué se refiere la escala temporal de la evaluación del hábitat relacionada con los cambios que se dan en los individuos por sus variaciones de estados fisiológicos? ¿Qué implicaciones tiene esta escala en el manejo de un agroecosistema?
EL HÁBITAT: CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN
¿Para qué puede servir clasificar y evaluar los factores bióticos y abióticos en las unidades de paisaje para el manejo agrícola?
Describe algunas formas de caracterizar el hábitat.
¿Qué utilidad tendría usar el método de evaluación del HSI para generar mapas de calidad de hábitat para cultivos específicos?
Con base en los vídeo "Condiciones en ecología", "Recursos ecológicos" y "Factores ambientales y su efecto sobre las plantas" realiza las siguientes actividades.
Toma fotografías de tus notas de cada uno de los vídeos y súbelas a tu sitio Web.
Descarga y llena el documento "Matriz Ambiental para Cultivos" donde describirás el nicho ecológico de un cultivo de tu elección. Sube a tu sitio Web la matriz llena, acompañada de un texto breve donde expliques la utilidad de analizar los nichos ecológicos de los cultivos para los agrónomos.
Instrucciones: Lee las presentaciones " 8. Factores climáticos y su efecto en las plantas" y "9.Factores del ambiente de la raíz y su efecto en las plantas" incluyedo las notas del orador para cada diapositiva. Elabora tus notas de cada presentación, tómales fotografías y súbelas a tu sitio Web en una página que se llame Unidad 3.
Instrucciones: Con base en el cuadro de equivalencias aproximadas anterior se resolvieron los siguientes ejercicios. Estúdialos. Después resuelve el siguiente ejercicio para entrenarte en el manejo de unidades:
Ejercicio: Investiga el ciclo de cultivo de una especie que elijas desde la emergencia hasta la cosecha. Busca los los datos de una estación meteorológica de tu interés y obtén la radiación fotosintéticamente activa acumulada en el ciclo de cultivo. Independientemente de las unidades en que se te proporcionen los datos preséntalos en pies-bujía, densidad de flujo de fotones fotosintéticos µmol/m²/seg, radiación fotosintéticamente activa W/m² y en radiación solar total W/m². Sube el documento con tu investigación y resultados a tu sitio Web.
Instrucciones: Descarga y llena el documento "Matriz Ambiental para Cultivos" (MAC) donde describirás qué tanto los requerimientos del ambiente físico y químico (nicho ecológico) de un cultivo de tu elección, tienen limitaciones en la zona del suelo que analizaste el semestre pasado en edafología (Chapingo). Sube a tu sitio Web la MAC llena, acompañada de un texto breve donde expliques la utilidad de analizar los requerimientos (nichos ecológicos) de los cultivos.
Para llenar la MAC sigue estos pasos:
Revisa los protocolos de las prácticas de Edafología y para caracterizar el suelo que analizaste en función de su fertilidad. Con esta información caracteriza el suelo en función de las categorías edáficas: saturación de bases (%), CIC, drenaje (a partir de la textura y la densidad aparente), pH, textura, etc. Posteriormente utiliza los documentos Requerimientos agroecológicos de los cultivos (1999) y Requerimientos agroecológicos de los cultivos (2013) para identificar los requerimientos edáficos del cultivo que seleccionaste y señala en la MAC el rango de limitación que tiene el suelo para el cultivo.
Revisa el documento "Sistema de clasificación para análisis de suelos" . Con base en este documento caracteriza el suelo en función del contenido de nutrientes, identifica el requerimiento de nutrientes de tu cultivo (si está, si no utiliza el requerimiento medio), y recomienda dosis de fertilización en función de estos factores.
Revisa el documento "Plant Analysis", ahí vas a encontrar tablas de los rangos de concentración de nutrientes encontrados en los tejidos de diversos cultivos, en diversas fases fenológicas y categorizados en rangos (bajo, suficiente y alto). Utiliza este dato multiplicado por el rendimiento que esperas, para indicar la cantidad de nutriente que se necesita para el rendimiento que esperas.
Para los datos climáticos de la zona del suelo que analizaste consultar la página de CONAGUA la estación meteorológica de Chapingo o la estación meteorológica del Colegio de Postgraduados. Después consulta los requerimientos climáticos del cultivo que elegiste en los documentos Requerimientos agroecológicos de los cultivos (1999) y Requerimientos agroecológicos de los cultivos (2013) y señala en la MAC el rango de limitación que tiene el ambiente climático del sitio para el cultivo. Para calcular las UD (Unidades de Desarrollo) o Grados Día utilice la primera fórmula del archivo "MÉTODOS PARA CALCULAR UD".
Elabora un mapa conceptual del documento “Estrategias de ciclo de vida”, súbelo a tu sitio Web. Comparte en tu sitio Web vídeos que ejemplifiquen estrategias de historia de vida de diversos organismos. Concluye con respuestas a las siguientes preguntas de reflexión.
Reflexiona...
¿qué estrategias de historia de vida tienen ciertas plantas de interés agrícola?
¿cómo podemos aprovechar esa información para el manejo de un agroecosistema?
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: Con base en el concepto de población como sistema selecciona una especie de tu interés que esté presente en una zona de cultivo, parque o jardín cercano a ti y caracteriza su población como sistema (recursos, condiciones, poblaciones asociadas) concéntrate en las poblaciones animales, vegetales, fúngicas, microorganismos, etc. asociadas a ella que puedas identificar. Con esa información elabora un esquema semejante al de la figura de abajo y súbelo a tu sitio Web.
Consulta los documentos "Dinámica de las Poblaciones" y " Ecología aplicada. Diseño y análisis estadístico" y contesta las siguientes preguntas. Sube las respuestas a tu sitio Web.
¿Qué es una población y qué estudian los ecólogos de poblaciones?
¿Cómo se puede considerar el ciclo de vida de una especie para explicar los fenómenos de explosión y/o colapso de una población? ¿Cómo utilizarías este enfoque para el manejo de plagas?
Explica qué son la estructura y la dinámica de una población y por qué son importantes. ¿Cómo aplicarías estos conceptos en el manejo de un agroecosistema?
¿Qué son la tasa de crecimiento y la tasa de crecimiento per capita de una población? ¿Cómo se pueden implementar para construir modelos de la dinámica de las poblaciones?
¿Por qué las ecuaciones matemáticas utilizadas en la dinámica de poblaciones que resultan no permiten una predicción del todo correcta?
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones (parte 2) Ciclos de vida y muestreo" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones (parte 4) Dispersión y migración" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: En parejas realiza los siguientes ejercicios con base en esta imagen donde se muestran las posibles distribuciones para 30 insectos escama en 10 hojas (UMs naturales) mostrando el número de insectos encontrado en cada hoja (hexágono). Con base en esa información realiza los siguientes dos ejercicios:
1. Análisis de media y varianza
Las relaciones entre la media y varianza del número de individuos por UM están influenciadas por el patrón subyacente de dispersión de la población. Podemos definir tres tipos básicos de patrones y sus relaciones varianza-media dónde σ representa varianza y μ representa la media:
el patrón aleatorio: σ2 = μ
el patrón agrupado: σ2 > μ
el patrón uniforme: σ2 < μ
Calcula la media y la varianza del número de insectos escama por hoja de cada planta (para el cálculo de la varianza utiliza la fórmula de abajo para datos agrupados, los agruparás por frecuencias).
Elabora un histograma (gráfica de barras) para representar la distribución de frecuencias. En el eje de las abscisas pon el número de individuos por hoja y en el eje de las ordenadas la frecuencia.
Analiza tus resultados. ¿Qué nos dice la distribución de frecuencias observadas del número de individuos por UM sobre el patrón espacial?
2. Índices de dispersión
Con base en los datos anteriores calcula el índice de dispersión, el índice de agrupamiento y el índice de Green para los tres conjuntos de datos. Utiliza el procedimiento descrito en el documento "Índices de dispersión". Posteriormente escribe tus conclusiones y compáralas con el análisis de media y varianza.
Concluye con una respuesta a la siguiente cuestión: ¿Qué utilidad tiene para un agrónomo conocer el patrón de distribución de las poblaciones asociadas a sus cultivos? Argumenta tu respuesta. Consulta el artículo "DESCRIPCIÓN DEL PATRÓN ESPACIAL DE Thrips palmi Karny EN EL CULTIVO DE PAPA MEDIANTE LA DISTRIBUCIÓN BINOMIAL NEGATIVA" para que conozcas aplicaciones agrónomicas de estos análisis.
Consulta el documento " Dinámica de las poblaciones" para realizar una página informativa. Crea un subpágina en la página "Unidad 3" de tu sitio Web con el título "Dinámica de poblaciones" que será una página informativa sobre los modelos ecológicos que se utilizan para describir la dinámica de las poblaciones . Vas a realizar una descripción escrita con imágenes y ejemplos. Toma en cuenta la siguiente estructura para elaborarla:
Título, fecha y autor (tú)
Introduce al tema brevemente y con una redacción que invite al lector a leer tu texto completo.
Explica los conceptos de "explosión demográfica" y "colapso poblacional"
Explica el tema "Tasa de crecimiento de la población"
Explica el modelo de "Crecimiento exponencial"
Explica el modelo de "Crecimiento logístico"
Explica la relación de estos modelos con la selección r y selcción K
Comparte un artículo donde se utilicen modelos ecológicos de poblaciones para un sistema agrícola y elabora una reseña de su contenido.
Redacta la utilidad que tienen estos modelos en la agronomía.
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones (parte 3) Tablas de vida y curvas de supervivencia" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: Para ejercitar la aplicación de tablas de vida realiza los siguientes pasos y sube los documentos resultantes a tu sitio Web:
Descarga los documentos de datos de población y fecundidad por Estado con base en las instrucciones del siguiente documento. También descarga el siguiente documento de excel para llenar la tabla de vida.
En los documentos de excel que descargaste del INEGI ubica los datos de población y fecundad del estado del que eres originario.
Obtén el dato de población total de tu estado. Crea clases de edad por quinquenio con los siguientes intervalos: 0-4, 5-9, 10-14, 15-19... ...90-94, 95-99 (en la hoja excel solo anota el primer número del intervalo)
Suma los individuos de cada clase y anota el resultado en la columna de número de individuos.
En la siguiente columna, calcula la proporción de cada clase de edad respecto a la población total, dividiendo el número de individuos de cada clase entre el total de individuos de la población.
Para la siguiente columna, utiliza el documento de fecundidad que descargaste de INEGI y anota el número de hijos nacidos vivos por clase.
Para la siguiente columna el número de hijos por individuo por clase dividiendo la fecundidad por clase entre el número de individuos por clase (mx=Fx/ax).
En la siguiente columna calcula la tasa de reproducción. Y la tasa neta de reproducción (total de la población).
En la última columna calcula el tiempo generacional. La fórmula esta en el documento de excel.
Elabora las curvas de supervivencia de lx y de log(lx) contra la edad.
Analiza los resultados y elabora algunas conclusiones sobre la población de tu estado, de acuerdo al contexto actual. Teniendo en cuenta que es una fotografía instantánea de la población de tu estado en 2010.
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones (parte 5) Patrones de crecimiento poblacional" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: Analiza el documento "Tasas instantáneas y finitas" y realiza los ejercicios que ahí se piden. Sube el documento con los ejercicios resueltos a tu sitio Web.
Instrucciones: Elabora un documento que vas a subir a tu sitio Web después de realizar los siguientes pasos:
Ve al sitio del INEGI, y de cada censo por década a partir de 1900 hasta el 2010 captura el dato del tamaño de la población de tu Estado para esos años. Captura los datos en una hoja de excel y grafícalos (población y tiempo).
En la gráfica agrega una línea de tendencia exponencial y obtén la ecuación resultante para obtener los parámetros de la ecuación del crecimiento exponencial (ver Imagen 1).
Con base en la ecuación obtenida, calcula el tamaño de la población de tu Estado para el 2050.
Calcula la Capacidad de Carga que tendrá tu Estado en 2050 por medio de la expresión que está en la Imagen 2. Ten presente las unidades que se requieren para hacer los cálculos.
Interpreta los resultados. ¿Va a ser suficiente la tierra arable de tu estado para satisfacer las necesidades de alimento básico de su población? Si se mantiene este ritmo de crecimiento (tasa intrínseca de crecimiento) de la población en tu Estado, cómo podría hacerse una agricultura que contemple al mismo tiempo la conservación de los recursos y la elevación de los rendimientos.
Instrucciones: Analiza el vídeo "Introducción a la ecología de poblaciones (parte 6) Patrones de historias de vida" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: En parejas elige una maleza común y analiza su historia de vida en términos de las compensaciones que se marcan en el cuadro adjunto. Explica las relaciones que hace para cada par de aspectos que se encuentran en cada fila. Por ejemplo, para la primer fila determina si la maleza tiene mayor capacidad de colonización y menor capacidad competitiva o mayor capacidad competitiva y menor capacidad de colonización. Fundamenta cada una de tus respuestas. Cada alumno debe subir el documento de evidencia a su sitio Web y especificar con quien trabajó.
Para entender más los conceptos de cada fila puedes consultar el libro "Plant ecology" en sus páginas 88-93.
Elabora un documento donde expliques los fundamentos ecológicos para el manejo de plagas de insectos y malezas, dirigido a fitotecnistas, con base en los documentos "Manejo ecológico de plagas (Artículo: Agroecología: ciencia fundamental para el diseño de fincas resilientes a plagas pp. 5-13)", "Dinámica de poblaciones" y "Dinámica y manejo de poblaciones de malas hierbas". Súbelo a tu sitio Web.
Instrucciones: Analiza el vídeo "Dinámica de poblaciones y agricultura" elabora notas y sube fotografías de ellas o el documento donde las hayas elaborado a tu sitio Web.
Instrucciones: Analiza el video "Netiqueta" y escribe una reflexión de menos de 5 líneas sobre su contenido (súbela a tu sitio Web). Posteriormente participa en el foro de discusión en el grupo de Facebook de la clase de Ecología, contesta la pregunta ¿Cuáles son las limitaciones de ver al cultivo aislado y no como un sistema población? que se plantea y retroalimenta la respuesta de al menos dos de tus compañeros.