Jerarquías en el Sistema Suelo: La teoría de Los sistemas jerárquicos y los problemas escalares

El problema de las escalas constituye uno de los tópicos de mayor actualidad en el dominio de las CC. de la Tierra, de la Vida y del Medio Ambiente. La Teoría de los Sistemas Jerárquicos, es una de las inestimables herramientas conceptuales para su análisis.

Una de las principales premisas de esta aproximación se basa en la idea de que, en el estudio de los sistemas jerárquicos, la comprensión de un nivel de la jerarquía requiere el conocimiento adecuado de los niveles inmediatamente superior y e inferior. Asimismo, cada escalón de una organización o entidad jerárquica puede ser considerado como un sistema en si mismo, con sus propias escalas espaciales y temporales representativas, así como por la emergencia de regularidades o patrones idiosincrásicos. En la práctica suele ocurrir que cada nivel es estudiado mediante técnicas experimentales específicas y posee su propia terminología científica. Adicionalmente, la Teoría de los Sistemas Jerárquicos asume que determinadas dimensiones espaciales se correlacionan con otras temporales, de tal modo que las escalas de los niveles superiores suelen corresponder a las espacialmente más groseras y temporalmente más dilatadas. Lo inverso también es cierto para los niveles inferiores de la jerarquía. Según las  ciencias de la complejidad, un sistema dinámico abierto a los flujos de energía y materia (prácticamente todos los sistemas naturales) se encuentra regido por procesos de organización generadores de una complejidad creciente y jerárquicamente organizada a diferentes escalas de espacio y tiempo.

 

En terminología de KOESTLER (1978), para muchos el padre de esta teoría, pero que no era científico, sino divulgador y periodista, cada nivel de la jerarquía recibe el nombre de Holón, mientras que el conjunto se denomina Holarquía. Cada nivel jerárquico estaría compuesto por una determinada multiplicidad de subsistemas que, de hecho, son los sistemas del nivel jerárquico inferior, a la par que sería un subsistema del nivel jerárquicamente superior. 

 

Cada nivel de la jerarquía debe integrar los conocimientos necesarios para explicar el comportamiento de los subsistemas componentes, lo que implica que las investigaciones al nivel del subsistema jerárquico i-1, aportan las bases para la comprensión del sistema del nivel i. Del mismo modo, el nivel jerárquico superior i+1 constriñe el espacio de probabilidades en el que se desenvuelven los subsistemas del inferior, reduciendo el número de trayectorias que pudiera seguir su dinámica en el espacio de fases en que se representa. Sin embargo, estas bases de conocimiento suelen ser insuficientes con vistas a reconocer y formalizar las relaciones interescalares, o lo que es lo mismo, entre holones. Se trata de un procedimiento racionalmente válido. No obstante, la variabilidad espacial y temporal de las múltiples propiedades y procesos de un determinado holón, así como sus interrelaciones, introducen tal complejidad analítica e incertidumbres como para hacer francamente difícil usar un modelo conceptual tan genérico, al menos cuando se trabaja con datos empíricos. En consecuencia, se necesitan vías conceptuales y metodológicas alternativas para abordar el problema.

 

De hecho, cada nivel ascendente de la jerarquía disfruta de propiedades emergentes que no se pueden inferir mediante el conocimiento detallado de los procesos y propiedades de los holones jerárquicamente inferiores y superiores.

 

Un problema adicional surge a la hora de discernir entre las variables que pueden ser consideradas como constantes o uniformes para un rango  discreto de dimensiones espaciales y/o temporales, de aquellas que no lo son. En algunos casos, el reto de analizar las interacciones entre diferentes holones con distintas escalas de espacio y tiempo puede ser abordado exitosamente con el auxilio de nuevas metodologías y tecnologías (p. ej. sensores remotos). Sin embargo, para el matemático JEFFERS (1988), una buena parte de las dificultades que se presentan con vistas a la comprensión escalar de la biogeosfera emergen de errores en la aplicación de las reglas lógicas del método científico. En cualquier caso, comienzan a divulgarse metodologías prometedoras para el análisis de los procesos naturales que muestran variación a diferentes escalas. Entre estas últimas cabría citar el análisis armónico, los modelos markovianos, las redes neuronales, los autómatas celulares, la geometría fractal, etc. A pesar de todo, mientras en la literatura comienza a proliferar la publicación de trabajos teóricos aparentemente prometedores, en la práctica, no aciertan a cumplir los objetivos que se proponen.

 

Como hemos podido observar, mientras la geometría fractal aborda la búsqueda de las regularidades invariantes a los cambios de escala,  la teoría de los sistemas jerárquicos se centra en la determinación de las propiedades emergentes que son características de cada nivel de organizativo de una determinada jerarquía espacio-temporal. Por tanto, ambas teorías son dialécticamente complementarias. Queda pues patente la necesidad de buscas patrones invariantes a los cambios de escala /fractales, multifractales, etc.), así como las regularidades propias de cada nivel jerárquico. Desde este punto de vista se antoja irrisorio mentar si un determinado proceso y objeto de la naturaleza es fractal o no. No es correcto. Los sistemas complejos atesoran ambas propiedades: desde ciertos puntos de vista pueden ser fractales y desde otros no (surgen emergencias). En consecuencia, las disputas y controversias sobre la fractalidad o no de objetos y procesos adolecen de errores conceptuales de fondo. Se trata de discusiones bizantinas sustentadas en la incomprensión de lo que son los sistemas complejos. Conocer un sistema jerárquico en profundidad requiere discernir entre las propiedades que son invariantes a los cambios de escala, y las que son emergentes e idiosincrásicas de ellas.   

 

En la siguiente contribución a esta weblog describiremos la aplicación de tal esquema conceptual al ámbito de los suelos.

 

Juan José Ibáñez

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Comentarios

necesito los niveles de los sistemas

En las weblogs no se contesta (por término general).

Hola amigo,

Vuelvo a reiterar que una bitácora no es un foro de discusión. Entiendo que algunos no lo comprendáis. Insisto, no es una actividad retribuida y lleva mucho tiempo. Si tuviéramos que contestar todas las preguntas que nos hacen no avanzaríamos en los contenidos. No os enfadéis si no contestamos. Espero que lo entendáis. Si no veis más notas es porque las borramos. Eso no significa que no tomemos nota para en su momento sacar temas que estáis planteando.

Un abrazo

El Administrador Principal

PD: tampoco sinceramente sé a lo que te refieres "exactamente", por lo que resulta difícil contestarte.

nesesito encontrar subsistemas para la materia ciencias naturales para 7ºgrado

hola

Necesito adquirir un libro o fuentes de información sobre Ecología del Paisaje, cual me recomiendas. Si dentro de su institución puedo adquirir libros en PDF por supuesto si es necesario la suscripción decidme cuanto es el costo por favor.

Gracias por su atención.

Adriana

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