Biodiversidad, Diversidad de Suelos, Ecología de las Perturbaciones, Estructuras Superficiales Terrestres, Leyes Fractales y la Navaja de Occan

En nuestros últimos post venimos explicando los procesos y las estructuras fractales que aparecen como consecuencia de la dinámica de la tectónica de placas y de la superficie terrestre. Observamos como existe una relación entre sismos y procesos superficiales terrestres. Más adelante analizamos los procesos que dan lugar a terremotos, deslizamientos, avalanchas, aludes, lluvias torrenciales etc. Por último vimos que la superficie terrestre se encuentra repleta de estructuras complejas, que siguen las mismas leyes que los procesos que acaecen en el manto terrestre y los que conforman el modelado terrestre. Tados son estructuras fractales y/o multifractales. Lo que aun se desconoce es si existen relaciones causa-efecto (una cascada de causalidades que generan tales patrones), o si por el contrario se generan independientemente unas de otras. Fuera cual fuere el caso, hoy nos preguntaremos: ¿Cuáles son las estructuras espaciales que acaecen en la biosfera y la edafosfera? ¿De ser también fractales serían consecuencia de la cascada de causalidades mentadas o son también independientes? Avancemos, una vez más que, efectivamente, nos vamos a volver a encontrar con los mismos patrones matemáticos.

 

 

Cuencas de Drenaje

 

¡Pues va a ser que sí!. Cuando analizamos las relaciones biodiversidad-área y edafodiversidad-área, nos topamos de nuevo con leyes de escala que cubren más de tres órdenes de magnitud, por lo que podemos hablar de estructuras fractales. Da igual que los soportes de la medida sean islas, cuencas de drenaje o unidades administrativas (como los países). Más aun, resulta sorprendente que, además de ser conformes a las mismas leyes matemáticas, muchas veces topemos con los mismos valores de escalamiento. Así por ejemplo, si analizamos la relación número de especies-área, en archipiélagos, detectamos una ley potencial cuyo exponente (como ya dijimos, directamente relacionado con la dimensión fractal de la estructura) es 0.25. Empero si realizamos el mismo ejercicio para las curvas edafotaxa-área,  obtenemos de nuevo el mismo valor “0.25”. Durante años se creyó que las causas que generaban tal comportamiento espacial de los organismos vivos eran meramente biológicas (migraciones, extinciones, etc.). Así nació la denominada Teoría de la Biogeografía Insular de MacArthur y Willson, núcleo central del pensamiento biogeográfico y la biología de la conservación. Sin embargo, el hecho de que suceda lo mismo con los suelos (entendidos y clasificados como entidades abióticas), debe poner a prueba la mentada teoría, por cuanto pudiera tales datos pudieran refutarla. Lamentablemente, no se han realizado análisis de las relaciones litología-área o geoformas (unidades geomorfológicas)-área, si bien existen evidencias de que posiblemente suceda lo mismo.  Ya que personalmente los estudios sobre suelos fueron una contribución personal, me quedan por investigar estos últimos aspectos. ¡No será difícil!.Ya tengo los mapas digitalizados.

 

 

 

Biodiversidad-área de plantas vasculares en

las masas de tierra del continente Australiano

  

Es posible que todas las estructuras fractales sean un mero producto de la dinámica no lineal de una familia de sistemas a la que pertenecen todas las estructuras y procesos mentados, independientemente de su naturaleza. Pero como ya hemos reiterado en los post precedentes, tampoco se puede descartar una cadena-causal que nos informe que, desde la dinámica de la tectónica de placas inducida por los procesos de convección en el manto terrestre, se generen una serie de mecanismos en cascada que vinculen a aquella hasta la biodiversidad y edafodiversidad de la superficie terrestre. Los filósofos de la ciencia nos recomiendan que, cuando dos hipótesis rivales puedan dar cuenta de un mismo resultado, se elija siempre la más sencilla. Hablamos de la Navaja de Occan (Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem). Hoy por hoy y a falta de más evidencias empíricas, habría pues que optar por la primera opción mentada, aunque no puede refutarse la segunda sin más.

 

 

Edafodiversidad-área en las islas del Egeo

Fuente J. J. Ibáñez et al. 2005

 

¿Y a nivel de cuencas de drenaje?, es decir, si el soporte de la medida son tales esculpidos que labran toda la superficie de la litosfera (con la excepción de los ambientes muy áridos en los que la erosión eólica –muy poco estudiada desde este punto de vista- modela el terreno). Pues bien, hoy vamos a incluir unas tablas que, por su contundencia, debe disipar cualquier duda. Tales análisis aun no los he publicado en una revista científica y son por tanto novedad para esta bitácora.

 

Mediante sistemas de información geográfica, solapamos el mapa digital de suelos de la Península Ibérica y el de las Series de Vegetación de Rivas Martínez con otro de cuencas de drenaje. ¿Qué obtuvimos? Podéis comprobarlo: más de lo mismo. Adelantemos que de nuevo son estructuras fractales, pero también que se obtiene el mismo exponente. Fijaros como el número de taxa incrementa conforme lo hace el tamaño de la cuenca (o su indicador subrogado, se decir su rango, de acuerdo a las Leyes de Horton-Strahler, ya descritas en el post precedente). Las magnitudes son prácticamente idénticas. Señalemos finalmente que las discrepancias que aparecen en los valores de las cuencas de mayor tamaño (rango 6), obedecen explosivamente a ciertas lagunas de información que teníamos de los suelos de Portugal.   

 

Número de Paisajes de Suelos y de Vegetación (unidades de mapeo) de acuerdo al rango de las Cuencas de Drenaje que los albergan (fuente: J.J. Ibáñez)

 

Paisajes de suelos

Rango 1

Rango 2

Rango 3

Rango 4

Rango 5

Rango 6

Nº Cuencas de Drenaje

259

92

47

21

3

5

Área

75,6

216,7

769,2

3.141,9

34.285

67.142

Nº Edafopaisajes

3,4

5,83

11,21

33,00

189,67

340,60

Densidad (por área)

87,7

23,29

9,36

3,70

1,02

0,59

Diversidad (Shannon)

0,62

0,89

1,10

1,18

2,43

2,66

Entropía Máxima

0,89

1,19

1,50

1,74

3,31

3,52

Riqueza edafopaisajes

2,64

3,62

5,11

8,43

31,00

39,20

 

 

Paisajes de Vegetación

Rango 1

Rango 2

Rango 3

Rango 4

Rango 5

Rango 6

Nº Cuencas de Drenaje

259

92

47

21

3

5

Área

75,6

214,0

769,3

3.141,9

34.285

67.142

Nº Paisajes vegetales

3,1

5,16

12,49

33,00

166,67

873,80

Densidad (por área)

95,5

20,85

9,15

3,70

0,79

1,17

Diversidad (Shannon)

0,44

0,54

0,84

1,18

1,88

2,55

Entropía Máxima

0,75

0,87

1,26

1,74

2,92

4,07

Riqueza vegetales

2,46

3,02

4,70

8,43

18,67

71,00

 

 

¿Y lo que se denomina ecología de las perturbaciones? Hace unas décadas los ecólogos pensaban que las perturbaciones y/o grandes catástrofes eran enemigas, tanto de la estabilidad de los ecosistemas como de su biodiversidad. Investigaciones posteriores han demostrado todo lo contrario. Tales eventos “renuevan los ecosistemas en ciertos aspectos” fomentando (o regenerando para mantener a la larga un número de especies parecido, de forma periódica) la susodicha biodiversidad. Tal aserto pare haberse demostrado, por ejemplo, tras el paso de un huracán por Nicaragua hace años. Sin embargo, modelos de simulación numérica de los efectos de perturbaciones, como los incendios entre otras fuerzas, que generan huecos en la canopia (arbolado) de las selvas tropicales parecen afectar la estructura de la vegetación de manera “fractal”. Es decir la distribución de tales huecos, conforme su tamaño aumenta sigue una ley fractal y los patrones predichos por la teoría de la criticalidad autoorganizada.

 

 

La descarga fluvial de los cauces en función del

área de las cuencas también sigue una ley potencial

 

Del mismo modo, como ya describimos en otros post, el amigo Jonathan Phillips nos mostró la presencia de leyes potenciales edafodiversidad-área en bosques (más o menos primigenios) producidos por la caída de los árboles, lo cual generaba el aumento de la edafodiversidad conforme al reiterado patrón.   

 

Todos estos rasgos comunes resultan un tanto sorprendentes. Por ahora tenemos los resultados. El Paso siguiente sería indagar sobre una posible relación causal. Sin embargo, tal estudio requeriría la implicación y  participación de expertos de muchas disciplinas.  Sobre los temas relacionados con la diversidad y edafodiversidad, podéis encontrar abundante información adicional en los post incluidos en la Categoría: Diversidad, Complejidad y Fractales.

 

En cualquier caso, y a la espera de que se lleven a cabo tales indagaciones, en nuestro siguiente post describiremos una interpretación física de las estructuras y procesos fractales que se ajusta a la aplicación de la Navaja de Occan. Hasta entonces (…..)

 

Juan José Ibáñez         

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Comentarios

me parece muy de la biodiversidad durante lo que han sucedido aqui en caborca.gracias a la biodiversidad hemos descubrido que gracias al señor JOSE SARUKHAN investigador emerito del instituto de Ecologia,quien subrayo que los seres humanos ya no tenemos excusa para no actuar.

muy buenas opiniones, me sirvieron de mucho, gracias.

En efecto ahora se habla de fractales para observar cuan diverso puede estar complicado un aspecto ambiental; esto es no solamente se tienen para el caso de indicadores de primera generacion los lìmites màximos permisibles, sino ahora se deben ver en su real dimensiòn y medirlos tal vez mediante los fractales cuan amplio y transcendente puede ser èste impacto. Por ejemplo en el caso del vertimiento de sustancias tòxicas, no solamente se medirà cuanto superò los lìmites màximos; sino si fuè vertido en què tipo de rìo, a què altura de la cuenca, si influyò o no en los acuìfieros y que roca subyacente tuvo….etc.

Gracias

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