1. Escuela de Restauración Ecológica
La ecología básica en la Restauración de Los
ecosistemas.
Ecosistemas alterados y
transformados por:
Cultivos (intensivos)
Pastizales (pastoreo intensivo)
Plantaciones forestales
Minería a Cielo abierto
Centros urbanos (expansión urbana)
Construcciones rurales
Vías
Embalses
Por:
José Ignacio Barrera
Profesor – Investigador
Pontificia Universidad Javeriana

2. Escuela de Restauración Ecológica
Mapa conceptual de la Escuela de Restauración Ecológica
Componente de reflexión teórica Componente de investigación
Campos de reflexión Enfoques para abordar la restauración
Relación Teoría sucesional y Niveles de
Teoría de Tipo de
hombre- desarrollo organización y
disturbio disturbio
naturaleza ecosistémico escalas
comportamiento Origen del
disturbio disturbio
Tipología desde donde se
aborda la restauración
Invasión de Industria Uso Expansión Expansión
Tala Incendios
exóticas Extractiva agropecuario Urbana agrícola
Diseño de experimentos
Validación de experiencias
Entendimiento de problemas existentes en áreas disturbadas que generen soluciones para
mejorar la calidad de vida

3. Escuela de Restauración Ecológica
Cantera localizada en la divisoria de aguas,
al norte de la ciudad .
¿Por qué
restaurar?.

4. Escuela de Restauración Ecológica
Finca con fuertes problemas de erosión en
los alrededores de la laguna de Suesca.
¿Por qué
restaurar?.

5. Escuela de Restauración Ecológica
Bosque de roble fragmentado en Arcabuco
Boyacá
¿Por qué
restaurar?.

6. Escuela de Restauración Ecológica
Plantación de exóticas quemada en los
cerros orientales, al oriente de la cantera
Soratama.
¿Por qué
restaurar?.

7. Escuela de Restauración Ecológica
Páramo degradado por uso agropecuario, con
cultivo de papa. Suesca – Cundinamarca.
¿Por qué
restaurar?.

8. Escuela de Restauración Ecológica
Zonas de recarga afectadas por uso
agropecuario. Municipio de Guachetá
¿Por qué
restaurar?.

9. Escuela de Restauración Ecológica
¿Por qué
restaurar?.
Áreas afectadas por
especies invasoras en
Cerros Orientales de
Bogotá.

10. Escuela de Restauración Ecológica
Porqué restaurar Sistemas dañados?
1.Condiciones optimas, 2. Condiciones Adversas, condiciones muy
adversas. El tiempo, los vienes y servicios ambientales.
D
Función y estructura
1
2
Tiempo
3

11. Escuela de Restauración Ecológica
Entre las tensiones y los disturbios
T D
Máx.
D
Función y
estructura D
T
Min.
Tiempo
Barrera & Valdes 2007

12. Escuela de Restauración Ecológica
¿Porqué la Ecología básica y de la restauración es
una herramienta para la Restauración Ecológica?.
1. Brinda los Conceptos
A. Niveles jerárquicos de organización:
(Población, comunidad, ecosistema, paisaje).
B. Escala: a)Temporal; tiempo geológico, ciclo de
vida de las especies. b) Espacial: Hábitat y
distribución de las especies, distribución de las
comunidades (vertical y horizontalmente), Tamaño
de los ecosistemas, tamaño de los paisajes.
C. Componentes o elementos de los
ecosistemas: Bióticos y abióticos

13. Escuela de Restauración Ecológica
Ejemplos de poblaciones
Población humana
Especies de garzas:
Eudocymus ruber,
Egretta thula,
Ardea cocoi,
Mesembrinibis
cayennensis Ganado cebú

14. Escuela de Restauración Ecológica
Ejemplo de
comunidad

15. Escuela de Restauración Ecológica
Ejemplo de un
ecosistema

16. Escuela de Restauración Ecológica
Ejemplo de
un paisaje

17. Escuela de Restauración Ecológica
1. Brinda los Conceptos
D. Estructura: Organización de las especies,
comunidades, ecosistemas, paisajes. Propiedades
emergentes. (Patrones de distribución).
E. Función. Función de las especies (Grupos
funcionales), comunidades, ecosistema, paisaje.
F. Interacciones: Facilitación (simbiosis: Hongo -
alga), inhibición (herbivoría, depredación,
parasitismo) y tolerancia (mutualismo: hepífitas).
Interacciones Intra e interespecíficas, interacciones
entre comunidades, ecosistemas y paisajes.

18. Escuela de Restauración Ecológica
1. Brinda los Conceptos
G. Procesos de Desarrollo de las poblaciones,
comunidades, ecosistemas y paisajes. Teorías
sucesionales, ensamblaje de las comunidades,
Edafogenesis (Formación del suelo).
2. Brinda los modelos
A. Modelos Teóricos (matemáticos).
B. Modelos empíricos (Diseño de experimentos)

19. Escuela de Restauración Ecológica
Funciones de la vegetación
1. Fotosíntesis: producción carbohidratos por
fijación de CO², O², transformación de
energía lumínica en química.
2. Respiración: Producción de CO₂
3. Regulación climática: Disminuye la fuerza
del viento, regula la entrada de luz al suelo.
4. Regulación hídrica: Regula fuerza del agua
que cae de las nubes y el agua que entra al
suelo.
5. Hábitat para las especies de fauna:
Insectos, aves, mamíferos, reptiles.
6. Regulación del ciclo de nutrientes: C, P, K,
N, O₂.

20. Escuela de Restauración Ecológica
Funciones de la fauna
Redes tróficas
1. Respiración: Producción de
CO₂, consumo de O₂.
2. Regulación del ciclo de
nutrientes.
3. Transformadores de M.O.
4. Dispersores de semillas.
5. Polinizadores.
6. Descomponedores de M.O.
7. Predadores
8. Fabricantes de suelo:
fragmentan y mezclan la M.O.

21. Escuela de Restauración Ecológica
Funciones del suelo
1. Sirve de soporte a la
vegetación y la fauna terrestre.
2. Sirve de hábitat a la fauna
edáfica y organismos del
suelo.
3. Sirve de medio para la
descomposición y
transformación de la materia
orgánica.
4. Contribuye en la regulación del
ciclo hidrológico.
5. Sirve como sitio de
almacenamiento de M.O.
6. Sirve como centro de
redistribución de nutrientes.

22. Escuela de Restauración Ecológica
El Concepto de Nicho
(entre Elton y Hutchison)
1. La Función de las especies en los
ecosistemas.
2. Hipervolumen de n dimensiones
Función y estructura
3. la sucesión y el llenado de nichos
(EL Nicho vacante o vacío).
¿Cuándo se llenan
todos los nichos?
Tiempo

23. Escuela de Restauración Ecológica
Para expresar todas las relaciones
El Concepto de de los individuos y poblaciones a
todos los aspectos de su ambiente.
Nicho Así como su papel dentro de las
(entre Elton y Hutchison) comunidades .
Un nicho representa un rango de
condiciones y calidad del recurso
dentro de los cuales un individuo o
especie puede sobrevivir y
reproducirse.
El nicho puede ser descrito como
algo n dimensional.
El nicho de cada una de las
especies ocupan parte del volumen
n-dimensional que representa el
espacio total del recurso, o nicho
espacio, disponible para la
comunidad.

24. Escuela de Restauración Ecológica
El Concepto de Hábitat
Es el lugar donde una especie puede desarrollarse
y desarrollar sus actividades sin ningún tipo de
restricción.
Las especies generalistas y las especialistas
Calidad del hábitat
Espacio

25. Escuela de Restauración Ecológica
Qué es un
ecosistema?
Abióticos
Espacio
y Interacciones
Tiempo
Bióticos

26. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del
ecosistema
Fuente de energía
Elementos Oxígeno (O2)
Abióticos Dióxido de carbono (CO2)
Nitrógeno (N2)
Carbono Orgánico (CO)
Aire, agua, suelo Agua (H2O)
Fósforo (P)
Potacio (K)
Sodio (Na)
Magnesio (Mg)
Manganeso (Mn)
Hierro (Fe)
Calcio (Ca)

27. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del
ecosistema
Productores
Algas
Líquenes
Hepáticas
Musgos
Helechos
Elementos Gimnoespermas
Angioespermas
Bióticos
Consumidores
Fauna
Invertebrados
Vertebrados
Hongos

28. Escuela de Restauración Ecológica
Compartimentos o
depósitos
Vegetación: su organización
espacial
Rasante, herbácea, arbustiva y arbórea

29. Escuela de Restauración Ecológica
Compartimentos o
depósitos
Fauna:
su organización espacial
Invertebrados
(acuático, suelo, vegetación, fauna)
Vertebrados
(Peces, anfibios, réptiles, aves y
mamíferos)

30. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
Compartimentos
o
depósitos
Suelo
Se organiza en capas
u horizontes

31. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
M, MINERAL
Componentes M.ORGÁNICA
del suelo AIRE
AGUA
Composición volumétrica aproximada : 45, 5,
25 y 25 %, respectivamente.

32. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
TEXTURA DEL SUELO
•Partículas de muy diferente tamaño
Grava > arena > limo > arcilla
Diferencias en valor límite para definir cada clase
ESCALAS GRANULOMÉTRICAS

33. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
ESTRUCTURA
PERFIL DEL SUELO:
Corte vertical del terreno
Diferencias entre regiones
HORIZONTES

34. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
Componente biótico del suelo
• MACROFAUNA:
Vertebrados: Ratones, conejos
Artrópodos: Hormigas, termitas,
cucarrones
Anélidos: Gusanos
Moluscos: Caracoles

35. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
Componente Biótico
MESOFAUNA:
Detritívoros
* Artrópodos: Collembola
* Anélidos
Predadores
* Artrópodos: Protura
MICROFAUNA:
Detritívoros, predadores, fungivoros, bacterivoros
• Nemátodos, Rotifera (Ositos de agua), Protozoa
(Amoeba)

36. Escuela de Restauración Ecológica
Componentes del ecosistema
Compartimentos de los ecosistemas?
FUENTE DE PRODUCTORES CONSUMIDORES
ENERGIA
M.O.
NUTRIENTES
Productores: Fotosíntesis
Consumidores: Respiración
Descomponedores: Respiración
Almacenamiento y redistribución de nutriente
Fuente: Odum 1969
Lugo & Morris 1981

37. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
Población
Conjunto de organismos de la
misma especie que
comparten un espacio y un
tiempo e interactúan entre si
(Begón et al., 1999).

38. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
Atributos de las Poblaciones
• Tienen un tamaño
•Tienen una estructura(cohortes, tablas de vida)
Número de hembras
Número de machos
Número de adultos (maduros)
Número de juveniles (inmaduros)
•Tasa reproductiva
•Tipo de reproducción
•Tasa de mortalidad
•Tasa de natalidad
•Tasa de crecimiento
•Tasa de migración
•Tasa de inmigración
•Variabilidad genotípica
•Tasa de fecundidad
•Variabilidad fenotípica

39. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• CRECIMIENTO EXPONENCIAL
Animales tienden a producir más descendencia de la que puede
sobrevivir (Maltus 1798, Darwin 1859)
Población con crecimiento potencialmente infinito
Crecimiento limitado por fisiología reproductiva
Poblaciones pequeñas introducidas en nuevos ambientes
dN/dt=rN
r= Tasa de crecimiento (constante); N= Tamaño poblacional

40. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• Cambio de ƒ(N) por unidad de t
N = Noert
Tamaño poblacional
Nn aumenta con el tiempo
N = Tamaño
poblacional dN
o número de individuos ----- = rtN
N2 dt
N1
N0
t1 t2
t = tiempo en meses

41. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• Modelo que se utiliza para explicar la dinámica poblacional
de una especie es el de crecimiento sigmoide (logístico).
dN/dt = rN (1-N/K)
SIGNIFICADO BIOLÓGICO??
r= Tasa intrínseca decrecimiento poblacional
N= Tamaño poblacional
K= Capacidad de carga del área

42. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
r?
Abundancia
N?
K?
Tiempo

43. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• UTILIDADES DE ECUACIÓN LOGÍSTICA
Útil para ilustrar principios generales (crecimiento poblacional)
Efectos teóricos de la capacidad de carga (freno a la expansión
poblacional)
Comparaciones de la tasa de crecimiento de la población bajo
manejo (primera porción de la curva)
Si el crecimiento esta cerca de la tasa de crecimiento para las
primeras fases (el manejo que se hace es muy limitado)

44. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• FACTORES QUE INCIDEN EN EL ESTADO DE LA POBLACIÓN
(denso – dependientes y denso-independientes) Y
CAPACIDAD DE CARGA
1. Factores denso-dependientes (mortalidad-natalidad)
Producción de alimento, depredación, enfermedad,
comportamiento territorial
(centro de la distribución geográfica)
2. Factores denso independientes como frio, lluvia,
inundaciones
(fronteras del rango de distribución)

45. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
• CAPACIDAD DE CARGA (K)
Es el máximo número de animales o plantas de cualquier
especie, o cualquier comunidad que el ambiente puede
soportar .
En el modelo logístico y frecuentemente en las situaciones
reales, los animales en general, y sus hábitats están en pobre
condición en el punto de capacidad de carga.

46. Escuela de Restauración Ecológica
Niveles de organización importantes para abordar la
restauración Ecológica
A mayor densidad N, r disminuye hasta llegar al valor 0,
cuando N = K

47. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes
para abordar la restauración Ecológica
Por qué son mas
abundantes unas especies
que otras ?
Por qué las poblaciones
fluctúan en número?

48. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Comunidad
Conjunto de poblaciones de
especies diferentes que
comparten un espacio y un
tiempo e interactúan entre
si (Begón et al., 1999).

49. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Gremio trófico: Grupos de especies que presentan similaridad en
su dieta, estrategia de forrajeo y estrato de forrajeo (Root 1967; Fauth
et al., 1996).
Ensamblaje: Grupo de especies filogenéticamente emparentado
dentro de la comunidad (Fauth et al., 1996)
Diglossopis cyanea Lesbia nuna Ochthoeca fumicolor

50. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Atributos de las comunidades (Begon et al., 1999)
1. Riqueza de especies
2. Riqueza de grupos funcionales
3. Estructura vertical
Tamaño
4. Estructura horizontal
5. Estructura trófica
6. Tipos de Interacciones
8. Estado sucesional
Espacio

51. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Atributos de la biodiversidad
•La biodiversidad o diversidad
biológica es entendida como la
diversidad en un lugar y en un
tiempo a nivel de:
– Genes
– Poblaciones y
Especies
– Comunidades y
Ecosistemas
– Paisajes
Noss 1990

52. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
MEDICIÓN DE LA DIVERSIDAD DE ESPECIES
La diversidad alfa es la riqueza de especies de una comunidad
particular a la que consideramos homogénea.
La diversidad beta es el grado de cambio o reemplazo en la
composición de especies entre diferentes comunidades en un
paisaje.
La diversidad gamma es la riqueza de especies del conjunto de
comunidades que integran un paisaje, resultante tanto de las
diversidades alfa como de las diversidades beta.
(Whittaker, 1972)

53. Escuela de Restauración Ecológica
Índices para medir la
diversidad alfa
Claudia E. Moreno 2001

54. Escuela de Restauración Ecológica
Índices para medir la
diversidad Beta
Claudia E. Moreno 2001

55. Escuela de Restauración Ecológica
Índices para medir la diversidad Gama
Claudia E. Moreno 2001

56. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Paisaje
Conjunto de Unidades de paisaje
o de ecosistemas Localizados en
un área y que interactúan entre
sí.
Todo lo que se puede observar a
vista o golpe de ojo (Formán y
Godrón 1986; Formán 1995,
Turner 1998).

57. Escuela de Restauración Ecológica
Otros niveles de organización importantes para
abordar la restauración Ecológica
Paisaje: Unidades de Cobertura

58. Escuela de Restauración Ecológica
La escala como una herramienta importante para
abordar la restauración Ecológica
1. El espacio: Desde la microescala
hasta la macroescala

59. Escuela de Restauración Ecológica
El clima y su incidencia sobre la distribución de
las especies
Efecto del calentamiento del sol sobre la tierra

60. Escuela de Restauración Ecológica
Calor y humedad del aire aumenta en los trópicos

61. Escuela de Restauración Ecológica
Distribución de las zonas más húmedas y más
secas en el planeta.

62. Escuela de Restauración Ecológica
Movimiento de las corrientes oceánicas

63. Escuela de Restauración Ecológica
Las corrientes frías favorecen la
abundancia de peces

64. Escuela de Restauración Ecológica
La topografía y las condiciones edáficas producen
variaciones locales

65. Escuela de Restauración Ecológica
Formas de vida de Raunkiaer

66. Escuela de Restauración Ecológica
Esquema de clasificación de las comunidades de plantas

67. Escuela de Restauración Ecológica
Grandes biomas del mundo

68. Escuela de Restauración Ecológica
Bioma de desierto subtropical: desierto de Sonora