Ecologia en Miranda

Para zonificar un territorio ecológicamente o en unidades de paisaje, diferentes autores han propuesto metodologías con este propósito.  Teniendo en cuenta que el equipo consultor ha trabajado varios procesos de ordenamiento territorial en otros entes municipales, se ha unificado una metodología, que se retoma en este estudio de ordenamiento, para el Municipio de Miranda – Cauca.

La zonificación ecológica tiene como fin primordial planificar el uso del suelo rural y urbano, integrando al componente ambiental los subsistemas político administrativo, social, económico, funcional y urbano.  “Con base en lo anterior y teniendo en cuenta que la parte teórica en donde se definen conceptos son iguales para cualquier estudio de zonificación ecológica, se acogen las definiciones técnicas relacionadas para el Ordenamiento Territorial del Municipio de Corinto en el Departamento del Cauca.

“La zonificación ecológica o ambiental consiste básicamente en la espacialización de los fenómenos que caracterizan el territorio, la delimitación de unidades o áreas con rasgos particulares, y la obtención de una visión de conjunto de los fenómenos y espacios geográficos que determinan la organización territorial del Municipio.  Es un proceso dinámico que no sólo identifica y delimita unas áreas con características particulares, si no que integra las diferentes propuestas de desarrollo de los actores sociales e institucionales que intervienen en el territorio a partir del conocimiento y valoración de sus recursos y las posibilidades de aprovechamiento sostenibles”.

“Un paisaje siempre esta compuesto por una serie de elementos de paisaje, los cuales corresponden a porciones homogéneas de espacio geográfico, equiparables a la noción de ecosistema.  Los elementos de paisaje son el resultado de la interacción de los actores formadores del paisaje (clima, geología, hidrología, suelos, vegetación, fauna, hombre), así como de su variabilidad a través del espacio geográfico, a lo largo del tiempo”.  (Etter Andrés, Introducción a la Ecología del Paisaje, IGAC 1991)

“La Unidad de paisaje representa de manera espacial, integral y sintética, áreas de tierras con características homogéneas que expresan las particularidades intrínsecas del terreno y componentes biofísicos y antrópicos, considerando sus dinámicas y relaciones, que por sus atributos fisonómicos son fácilmente reconocibles y diferenciadas de otras”.

“El análisis integrado del territorio mediante la fisiografía, material litológico, la vegetación, la hidrología, entre otros, se enmarcan dentro de condiciones climáticas definidas, como punto de partida para la zonificación ecológica del Municipio de Miranda y su clasificación jerárquica en diferentes categorías, que se explican como sigue”.

Primera Categoría: Provincias Fisiográficas.

a. Depresión Valle del Cauca que corresponde al área de piedemonte y planicie del Municipio.

 b. Cordillera Central, que corresponde al área colinada y montañosa del territorio municipal.

Segunda Categoría: Provincia Bioclimática. “Hace relación a las zonas de vida, ya que cada especie animal o vegetal requiere condiciones especiales de temperatura, humedad y luz para desarrollar su ciclo vital determinando variaciones en éstas, de una zona a otra;  por tanto, es imprescindible involucrar criterios climáticos dentro de la zonificación ecológica”.

 “El clima incluye dos atributos, como son la provincia bioclimática y el régimen de humedad”.  Para el caso de Miranda, se tuvieron en cuenta los pisos térmicos.

Tercera Categoría: Gran Paisaje.   El gran paisaje es la porción homogénea de tierra constituida por la asociación de paisajes con relaciones de parentesco de forma, origen, clima, litología y topografía.

Como se relaciona en el Capítulo de Fisiografía, los procesos modeladores o que dieron origen a los grandes paisajes del Municipio de Miranda corresponden al agradacional y denudacional.

“En cada unidad de paisaje se puede presentar una, dos o más unidades geológicas;  por lo tanto para la espacialización se codifica la de mayor cobertura en área.  La organización presentada corresponde a las unidades de roca ordenadas desde la más antigua hasta la más reciente”.

La Cuarta Categoría: Subpaisaje. Que está integrado por atributos como la pendiente, erosión, procesos geomorfológicos, tipo de drenaje y contenido pedológico, de los cuales se utiliza para la codificación cartográfica, pendiente y unidad de suelos.

 La Quinta Categoría: Unidad de Paisaje. En ella se integra la cobertura y uso.  Igual que en los casos anteriores, para la espacialización se representa la unidad de cobertura y uso más representativa en área.  

Zonificación Bioclimática para el Municipio de Miranda.  “Se basa en la combinación del sistema de clasificación climática de Caldas (altimetría) - Lang (1.831, temperatura), con la clasificación ecológica de la vegetación adoptada para nuestro País por José Cuatrecasas (1.934), y, perfeccionada y revisada por Armando Dugand (1973), teniendo en cuenta el análisis cualitativo de la clase de cobertura vegetal y uso de la tierra, con el propósito de identificar unidades de paisaje que posean características biofísicas con alto grado de homogeneidad, sobre la cual es posible empezar a entender la interacción de los múltiples factores que la hacen posible”.

 Para el Municipio de Miranda se determinaron cuatro (4) provincias bióclimáticas que en su orden se identifican en el Cuadro que sigue a continuación.

Provincia Subandina Húmeda (S). Se presenta entre los 970 y 2000 m.s.m.; precipitación promedio anual de 1000 a 1.800 mm.;  piso térmico templado con temperaturas entre 18° y 24°º C.  En total corresponde a un área de 13.171,9 hectáreas equivalentes al 65.66% del área total municipal;  es de importancia social porque se asienta en ésta unidad la mayor parte de la población rural y urbana.

La cobertura vegetal de ésta unidad corresponde básicamente al monocultivo de la caña de azúcar el cual ocupa la mayor parte de la zona plana (planicie aluvial).  Del piedemonte subiendo hasta paisajes de colinas predominan áreas en pradera natural en rastrojadas y misceláneos de cultivos entre los que predominan el café, plátano e ilícitos (coca);  los bosques nativos se encuentran altamente intervenidos y se reducen a pequeñas franjas que bordean los cauces de agua natural, o a pequeñas islas que ha dejado la caña.  La guadua (Guadua sp) constituye la especie vegetal más representativa en la planicie aluvial y hacia la montaña se encuentran Lechero, Nacedero, Higuerón, Yarumo, Mortiño, Cachimbo y Guamo (Inga sp), entre otros.

 Provincia Andina Húmeda (A). Se distribuye en el territorio municipal entre los 2000 y 3000 m.s.m.  Comprende el piso térmico frío, con temperaturas que oscilan entre los 12 y 18º C.  Precipitación promedio de 2000 mm. anuales;  ocupa un área de 3.550 hectáreas que corresponden al 17.79% del área total municipal.

La cobertura vegetal predominante es el bosque denso nativo cuyas especies más representativas son Balso, Cedro, Laurel, Candelo, Encenillo, Pino Colombiano, Tachuelo, Jigua y Pepo, entre otros.  Se encuentran áreas en pradera natural en rastrojada combinada con cultivos de pan coger e ilícitos.

Provincia Alto Andina Muy Húmeda (AL).   Se distribuye en el Municipio de 3000 a 3400 m.s.m. bordeando las áreas del subpáramo y sirviendo de transición entre el bosque andino y el páramo conocido como páramo de Tinajas. Cuenta con un área de hectáreas equivalentes al % del territorio municipal. La temperatura oscila entre 8 y 12°C y la precipitación entre 800 y 1500 mm. anuales.

Tanto precipitación como temperatura y humedad relativa son fluctuantes debido a la influencia de los vientos locales y a la presencia de nubes;  la cobertura vegetal en su totalidad esta integrada por bosque nativo y en algunos sectores gramíneas de páramo en las partes más altas de las veredas La Calera y Cajones.

Predomina especies arbóreas como el Encenillo, Roble, Uvo, Candelo de Páramo y Pino Colombiano, entre otros.

Provincia de Páramo: Subpáramo Muy Húmedo (SP).   La unidad de páramo en Miranda se ubica entre los 3400 y 4000 m.s.m.  Localmente se encuentra conformado por el subpiso altitudinal de subpáramo al costado oriental municipal, en donde ocupa una extensión de hectáreas que equivalen al del total territorial.

Este ecosistema paramuno es la prolongación del Páramo que viene del Nevado del Huila, bordeando al Municipio en dirección sureste – noreste;  “predominan pajonales, frailejones, praderas naturales y arbustos dispersos achaparrados;  son abundantes en esta unidad especies como el chusque (Chusque sp), Uvito (Betaria glouca), cortadera (Cyperus sp.), y aquellas pertenecientes a los géneros Calamagrostis, además de suelo desnudo e inmediaciones de las lagunas de origen glacial que allí se encuentran.

Por sus “características ambientales se presentan grandes limitaciones para el uso agropecuario, por lo cual es necesario manejarla como área para preservación absoluta, ya que corresponde a zonas de amortiguación del Parque Natural Nacional Nevado del Huila, en donde nacen fuentes hídricas de importancia regional en el norte del Cauca y sur del Valle del Cauca como son los ríos Guengué, Paila, Desbaratado y Fraile.

“En cada provincia bioclimática se puede presentar paisajes con las mismas características geomorfológicas de otra provincia, cuya diferencia esta dada por los rangos altitudinales y la cobertura”.

“Régimen de Humedad”.  Los valores de máxima y mínima humedad para el Municipio de Miranda están relacionados con los valores de máximos y mínimos de precipitación mensual.  (Véase Capítulo de Análisis Climático). 

Miranda

Miranda es un municipio colombiano, ubicado al norte del Departamento del Cauca. Limita al norte con Florida, al oriente con Río Blanco, al sur con Corinto y Padilla, y al occidente con Puerto Tejada. Dista 122 Km de la capital.

Geografía

• Superficie: 19.959 hectáreas
• Altitud: entre 950 msnm (al occidente) y 4100 msnm (al oriente municipal) en límites con el Departamento del Tolima.
• Temperatura media: 24º C

Economía

Tiene una economía campesina de autoconsumo y subsistencia; abundan los cultivos ilícitos de coca con el abandono de cultivos tradicionales, aunque aún hay zonas con cultivo de café. En la llanura predomina el monocultivo de la caña de azúcar (79.29% del terreno), y pequeños cultivos tradicionales y con bajo nivel tecnológico, como hortalizas, habichuela,tomates y maracuyá.

Geografía de Miranda

El Municipio de Miranda se localiza al nororiente del Departamento del Cauca y según la división territorial de la Asamblea del mismo Departamento, corresponde a la Provincia de Camilo Torres.  Para la vigencia fiscal del año 2003 y conforme al Artículo 2º de la Ley 617 del 2000, la Alcaldía expide el Decreto No. 123 del 7 de Octubre de 2002 con el cual se establece que el Municipio de Miranda pertenece a la Sexta Categoría.

El territorio municipal comprende un área de 19.959 hectáreas que se extienden desde los 950 m.s.m al extremo occidente en límites con Puerto Tejada hasta los 4.100 m.s.m. al extremo oriente municipal en límites con el Departamento del Tolima.  El área total se encuentra distribuida en 371.3 hectáreas para el área urbana municipal (Cabecera Municipal y Centros Poblados de El Ortigal y Santa Ana) y 19.587,7 hectáreas para el área rural.

Su ubicación geográfica en el piedemonte de la Cordillera Central determina que su territorio se encuentre irrigado de oriente a occidente por los ríos Desbaratado y Güengüé, los cuales además de compartir área con otros Municipios, definen el límite municipal y departamental con Florida (Valle del Cauca), por el costado norte y con Corinto, por el costado sur, respectivamente.  Además, influye para la sectorización municipal en zona montañosa y zona plana, cada una con sus características particulares, que hacen del Municipio de Miranda un territorio de diversidad sociocultural y económica determinado por los grupos étnicos en él asentados, pero distantes unos de los otros.

La presencia de área de subpáramo en la “zona de montaña” constituye una gran fortaleza para el territorio, el cual por su belleza escénica, se potencializa como una gran alternativa para incrementar el etnoecoturismo en el sector.  En la “zona plana”, la capacidad agrológica de los suelos ofrecen una gran alternativa para recuperar fincas tradicionales que en otra época fueron la base de la economía de los pequeños productores.

La cabecera municipal que lleva el mismo nombre del ente territorial, se encuentra a 1.120 m.s.m. y está localizada a 3º15’12” de latitud norte y 76º13’50” de longitud oeste, con una precipitación promedio anual de 1.379 mm., dista de Popayán, capital del Departamento del Cauca a 122 Km., de Cali centro comercial de gran importancia para la región a 47 Km. y de la vía panamericana que comunica Popayán – Santander de Quilichao - Cali a 14 Km.

A nivel general la población rural municipal se distribuye principalmente en la zona de pisos térmicos cálido y templado, propiciando la concentración de asentamientos humanos mediante la formación de pequeños caseríos;  de acuerdo con las características ambientales (climáticas y topográficas) se ha dado la ubicación de los diferentes grupos étnicos, es así, como en la zona plana habitan negros y mestizos y en la zona montañosa indígenas y mestizos (campesinos).

Límites del municipio:

Norte. Con el Municipio de Florida (Departamento del Valle del Cauca).

Oriente. Con el Municipio de Río Blanco (Departamento del Tolima).

Sur. Con los Municipios de Corinto y Padilla (Departamento del Cauca).

Occidente. Municipio de Puerto Tejada (Departamento del Cauca).

Los límites específicos para el Municipio de Miranda tomados como referencia para este estudio, están dados conforme a la Ordenanza Número 67 de Mayo 11 de 1.915 de la Asamblea Departamental del Cauca que se anotan al pie de la letra.

Disciplinas de la Ecología

Como disciplina científica en donde intervienen diferentes caracteres la ecología no puede dictar qué es "bueno" o "malo". Aun así, se puede considerar que el mantenimiento de la biodiversidad y sus objetivos relacionados han provisto la base científica para expresar los objetivos del ecologismo y, así mismo, le ha provisto la metodología y terminología para expresar los problemas ambientales.

Las economía y la ecología comparten formalismo en muchas de sus áreas; algunas herramientas utilizadas en esta disciplina, como tablas de vida y teoría de juegos, tuvieron su origen en la economía. La disciplina que integra ambas ciencias es la economía ecológica.

• La ecología microbiana es la rama de la ecología que estudia a los microorganismos en su ambiente natural, los cuales mantienen una actividad continua imprescindible para la vida en la Tierra. En los últimos años se han logrado numerosos avances en esta disciplina con las técnicas disponibles de biología molecular.

Los mecanismos que mantienen la diversidad microbiana de la biosfera son la base de la dinámica de los ecosistemas terrestres, acuáticos y aéreos. Es decir, la base de la existencia de las selvas y de los sistemas agrícolas, entre otros. Por otra parte, la diversidad microbiana del suelo es la causa de la fertilidad del mismo.

• Biogeografía: es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así como los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Es una ciencia interdisciplinaria, de manera que aunque formalmente es una rama de la Geografía, recibiendo parte de sus fundamentos de especialidades como la Climatología y otras Ciencias de la Tierra, es a la vez parte de la Biología. La superficie de la Tierra no es uniforme, ni en toda ella existen las mismas características. El espacio isotrópico que utilizan, o suponen, los esquemas teóricos de localización es tan solo una construcción matemática del espacio.

• La ecología matemática se dedica a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos a los problemas de la relación de los seres vivos con su medio y es, por tanto, una rama de la biología. Esta disciplina provee de la base formal para la enunciación de gran parte de la ecología teórica

• La ecología urbana es una disciplina cuyo objeto de estudio son las interrelaciones entre los habitantes de una aglomeración urbana y sus múltiples interacciones con el ambiente.

• La ecología de la recreación es el estudio científico de las relaciones ecológicas entre el ser humano y la naturaleza dentro de un contexto recreativo. Los estudios preliminares se centraron principalmente en los impactos de los visitantes en áreas naturales. Mientras que los primeros estudios sobre impactos humanos datan de finales de la década de los 20, no fue sino hasta los 70s que se reunió una importante cantidad de material documental sobre ecología de la recreación, época en la cual algunos países sufrieron un exceso de visitantes en áreas naturales, lo que ocasionó desequilibrios dentro de procesos ecológicos en dichas zonas. A pesar de su importancia para el turismo sostenible y para el manejo de áreas protegidas, la investigación en este campo ha sido escasa, dispersa y relativamente desarticulada, especialmente en países biodiversos.

• La ecología del paisaje es una disciplina a caballo entre la geografía física orientada regionalmente y la biología. Estudia los paisajes naturales prestando especial atención a los grupos humanos como agentes transformadores de la dinámica físico-ecológica de éstos. Ha recibido aportes tanto de la geografía física como de la biología, ya que si bien la geografía aporta las visiones estructurales del paisaje (el estudio de la estructura horizontal o del mosaico de subecosistemas que conforman el paisaje), la biología nos aportará la visión funcional del paisaje (las relaciones verticales de materia y energía). Este concepto comienza en 1898, con el geógrafo, padre de la pedología rusa, Vasily Vasilievich Dokuchaev y fue más tarde continuado por el geógrafo alemán Carl Troll. Es una disciplina muy relacionada con otras áreas como la Geoquímica, la Geobotánica, las Ciencias Forestales o la Pedología.

• La ecología regional es una disciplina que estudia los procesos ecosistémicos como el flujo de energía, el ciclo de la materia o la producción de gases de invernadero a escala de paisaje regional o bioma. Considera que existen grandes regiones que funcionan como un único ecosistema.

• La agronomía, pesquería y, en general, toda disciplina que tenga relación con la explotación o conservación de recursos naturales, en especial seres vivos, tienen la misma relación con la ecología que gran parte de las ingenierías con la matemática, física o química.

Riqueza, diversidad y biodiversidad

Biosfera

La capa exterior del planeta Tierra puede ser dividida en varios compartimentos: la hidrosfera(o esfera de agua), la litosfera (o ámbito de los suelos y rocas), y la atmósfera (o la esfera de aire). La biosfera (o la esfera de la vida), a veces descrita como "el cuarto sobre" es la materia viva del planeta, o la parte del planeta ocupada por la vida. Alcanza así en los otros tres ámbitos, aunque no hay habitantes permanentes de la atmósfera. En relación con el volumen de la Tierra, la biosfera es sólo la capa superficial muy delgada que se extiende 11.000 metros bajo el nivel del mar a 15.000 metros por encima.

Se piensa que la vida por primera vez se desarrolló en la hidrosfera, a profundidades someras, en la zona fótica. (Sin embargo, recientemente, una teoría de la competencia se ha convertido, de que la vida se originó alrededor de fuentes hidrotermales en la profundidad de océano. Véase el origen de la vida.) Luego aparecieron los organismos multicelulares y colonizaron las zonas bentónicas. Organismos fotosintéticos gradualmente emitieron, mediante reacciones químicas, los gases hasta llegar a las actuales concentraciones, especialmente la abundancia de oxígeno, que caracterizan a nuestro planeta. La vida terrestre se desarrolló más tarde, protegida de los rayos UV por la capa de ozono. La diversificación de las especies terrestres se piensa que fue incrementada por la deriva de los continentes por aparte, o, alternativamente, chocar. La biodiversidad se expresa en el nivel ecológico (ecosistema), nivel de población (diversidad intraespecífica), especies (diversidad específica), y nivel genético.

Ecosistema

Un principio central de la ecología es que cada organismo vivo tiene una relación permanente y continua con todos los demás elementos que componen su entorno. La suma total de la interacción de los organismos vivos (la biocenosis) y su medio no viviente (biotopo) en una zona que se denomina un ecosistema. Los estudios de los ecosistemas por lo general se centran en la circulación de la energía y la materia a través del sistema.

Casi todos los ecosistemas funcionan con energía del sol capturada por los productores primarios a través de la fotosíntesis. Esta energía fluye a través de la cadena alimentaria a los consumidores primarios (herbívoros que comen y digeren las plantas), y los consumidores secundarios y terciaria (ya sea omnívoros o carnívoros). La energía se pierde a los organismos vivos cuando se utiliza por los organismos para hacer el trabajo, o se pierde como calor residual.

La materia es incorporada a los organismos vivos por los productores primarios. Las plantas fotosintetizadoras fijan el carbono a partir del dióxido de carbono y del nitrógeno de la atmósfera o nitratos presentes en el suelo para producir aminoácidos. Gran parte de los contenidos de carbono y nitrógeno en los ecosistemas es creado por las instalaciones de ese tipo, y luego se consume por los consumidores secundarios y terciarios y se incorporan en sí mismos. Los nutrientes son generalmente devueltos a los ecosistemas a través de la descomposición. Todo el movimiento de los productos químicos en un ecosistema que se denomina un ciclo biogeoquímico, e incluye el ciclo del carbono y del nitrógeno.

Relaciones espaciales y subdivisiones de la tierra

Los ecosistemas no están aislados unos de otros, sino más bien interrelacionadas. Por ejemplo, el agua puede circular entre los ecosistemas por medio de un río o corriente oceánica. El agua en sí, como un medio líquido, incluso define los ecosistemas. Algunas especies, como el salmón o la anguila de agua dulce, se mueven entre los sistemas marinos y de agua dulce sistemas. Estas relaciones entre los ecosistemas de conducir a la idea de un bioma.

Un bioma es una formación homogénea ecológica que existe en una amplia región, como la tundra y las estepas. La biosfera comprende la totalidad de los biomas de la Tierra - la totalidad de los lugares donde la vida es posible - desde las montañas más altas a las profundidades de los océanos.

Los biomas corresponden bastante bien distribuidas a lo largo de las subdivisiones a las latitudes, desde el ecuador hacia los polos, con las diferencias basadas en el entorno físico (por ejemplo, los océanos o cordilleras) y el clima. Su variación es generalmente relacionados con la distribución de las especies de acuerdo a su capacidad para tolerar la temperatura, la sequedad, o ambos. Por ejemplo, se pueden encontrar algas fotosintéticas sólo en la parte luminosa de los océanos (donde penetra la luz), mientras que las coníferas se encuentran principalmente en las montañas.

Aunque esta es una simplificación de un sistema más complicado, la latitud y la altitud aproxima una buena representación de la distribución de la diversidad biológica dentro de la biosfera. Muy en general, la riqueza de la diversidad biológica (así como de los animales como para las especies de plantas) está disminuyendo más rápidamente cerca del ecuador y menos rápidamente como uno de los enfoques de los polos.

La biosfera también puede ser dividida en ecozonas, que están muy bien definidas y sobre todo hoy en día sigue las fronteras continentales. Las zonas ecológicas son divididas en las ecorregiones, aunque no hay acuerdo sobre sus límites.

LA ECOLOGIA

La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente: «la biología de los ecosistemas» (Margalef, 1998, p. 2). En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).

La visión integradora de la ecología plantea que es el estudio científico de los procesos que influencian la distribución y abundancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía y materia.

Principios y conceptos de la ecología

Principios de Ecología

Plantas y animales florecen solo cuando ciertas condiciones físicas están presentes. En la ausencia de tales condiciones, las plantas y animales no pueden sobrevivir sin ayuda de estos, son comensalinos.

Flujo de energía

En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una cadena trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía.

Niveles de organización

Para los ecólogos modernos (Begon, Harper y Townsend, 1999)(Molles, 2006), la ecología puede ser estudiada a varios niveles o escalas:

• organismo (las interacciones de un ser vivo dado con las condiciones abióticas directas que lo rodean)
• población (las interacciones de un ser vivo dado con los seres de su misma especie)
• biocenosis o comunidad (las interacciones de una población dada con las poblaciones de especies que la rodean),
• ecosistema (las interacciones propias de la biocenosis sumadas a todos los flujos de materia y energía que tienen lugar en ella)
• biosfera (el conjunto de todos los seres vivos conocidos)

Cadena trófica

Cadena trófica, también llamada red trófica, serie de cadenas alimentarias íntimamente relacionadas por las que circulan energía y materiales en un ecosistema. Se entiende por cadena alimentaria cada una de las relaciones alimenticias que se establecen de forma lineal entre organismos que pertenecen a distintos niveles tróficos. La cadena trófica está dividida en dos grandes categorías: la cadena o red de pastoreo, que se inicia con las plantas verdes, algas o plancton que realiza la fotosíntesis, y la cadena o red de detritos que comienza con los detritos orgánicos. Estas redes están formadas por cadenas alimentarias independientes. En la red de pastoreo, los materiales pasan desde las plantas a los consumidores de plantas (herbívoros) y de éstos a los consumidores de carne (carnívoros). En la red de detritos, los materiales pasan desde las plantas y sustancias animales a las bacterias y a los hongos (descomponedores), y de éstos a los que se alimentan de detritos (detritívoros) y de ellos a sus depredadores (carnívoros).

Por lo general, entre las cadenas tróficas existen muchas interconexiones. Por ejemplo, los hongos que descomponen la materia en una red de detritos pueden dar origen a setas que son consumidas por ardillas, ratones y ciervos en una red de pastoreo. Los petirrojos son omnívoros, es decir, consumen plantas y animales, y por esta razón están presentes en las redes de pastoreo y de detritos. Los petirrojos se suelen alimentar de lombrices de tierra que son detritívoras, que se alimentan de hojas en estado de putrefacción.

Producción y productividad

En un ecosistema, las conexiones entre las especies se relacionan generalmente con su papel en la cadena alimentaria. Hay tres categorías de organismos:

• Productores o Autótrofos -- Generalmente las plantas o las cianobacterias que son capaces de fotosintetizar pero podrían ser otros organismos tales como las bacterias cerca de los respiraderos del océano que son capaces de quimiosintetizar.
• Consumidores o Heterotrofos -- Animales, que pueden ser consumidores primarios (herbívoros), o consumidores secundarios o terciarios (carnívoros y omnívoros).
• Descomponedores o detritívoros -- Bacterias, hongos, e insectos que degradan la materia orgánica de todos los tipos y restauran los alimentos al ambiente. Entonces los productores consumirán los alimentos, terminando el ciclo.

Estas relaciones forman las secuencias, en las cuales cada individuo consume el preceder y es consumido por el que sigue, lo que se llamacadenas alimentarias o las redes del alimento. En una red de alimento, habrá pocos organismos en cada nivel como uno sigue los acoplamientos de la red encima de la cadena, formando una pirámide.

Estos conceptos llevan a la idea de biomasa (la materia viva total en un ecosistema), de la productividad primaria (el aumento en compuestos orgánicos), y de la productividad secundaria (la materia viva producida por los consumidores y los descomponedores en un rato dado). Estas dos ideas pasadas son dominantes, puesto que permiten evaluar la capacidad de carga -- el número de organismos que se pueden apoyar por un ecosistema dado. En ninguna red del alimento, la energía contenida en el nivel de los productores no se transfiere totalmente a los consumidores. Se pierden el ascendentes cuanto más alta es la cadena, más la energía y los recursos. Así, puramente de una energía y de un punto de vista del alimento, es más eficiente para que los seres humanos sean consumidores primarios (subsistir de vehículos, de granos, de las legumbres, de la fruta, del etc.) que ser consumidores secundarios (herbívoros consumidores, omnívoros, o sus productos) y aún más tan que como consumidor terciario (carnívoros consumidores, omnívoros, o sus productos). Un ecosistema es inestable cuando se sobra la capacidad de carga. La productividad total de los ecosistemas es estimada a veces comparando tres tipos de ecosistemas cones base en tierra y el total de ecosistemas acuáticos. Levemente sobre mitad de la producción primaria se estima para ocurrir en tierra, y el resto en el océano.

• Los bosques (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas densas y es muy productiva.
• Sabanas, praderas, y pantanos (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas menos densas, pero es productiva. Estos ecosistemas representan a las mayores partes de qué seres humanos dependen encendido para el alimento.
• Ecosistemas extremos en las áreas con climas más extremos -- desiertos y semi-desiertos, tundra, prados alpestres, y estepas -- (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) tiene biomasas muy escasas y baja productividad
• Finalmente, los ecosistemas del agua marina y dulce (3/4 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas muy escasas (aparte de las zonas costeras).

Los ecosistemas difieren en su biomasa (carbón de los gramos por metro cuadrado) y la productividad (carbón de los gramos por metro cuadrado por día), y las comparaciones directas de la biomasa y la productividad puede no ser válida. Un ecosistema tal como este encontrado en taiga puede ser alto en biomasa, pero de crecimiento lento y así bajo en productividad. Los ecosistemas se comparan a menudo en base de su volumen de ventas (cociente de la producción) o del tiempo del volumen de ventas que sean los recíprocos del volumen de ventas. Las acciones humanas durante los últimos siglos han reducido seriamente la cantidad de la tierra cubierta por los bosques (tala de árboles), y han aumentado agroecosistemas. En últimas décadas, un aumento en las áreas ocupadas por ecosistemas extremos ha ocurrido, por ejemplo la desertificación.