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Abril 2015



MODELO DE SIMULACIÓN PLANTA-HERBIVORO Y DEPREDADOR-PRESA
PARA LA BIOMANIPULACIÓN EN LA REMEDIACIÓN DEL CRECIMIENTO EXCESIVO DE PLANTAS EN PRESAS Y LAGOS

Walter Ritter Ortiz(1), Ernesto Jáuregui Ostos(2) Juan Suarez Sanches(3), German Urban Lamadrid(4), Alejandra López Mancilla(5)

(1)Sección de Bioclimatología, Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, Deleg. Coyoacan, México, D. F. email: walter@atmosfera.unam.mx .

(2)Sección de Climatología Urbana, Centro de Ciencias de la Atmósfera. ejos@atmósfera.unam.mx

(3)Laboratorio de Medio Ambiente, Escuela de Agrobiología, Universidad Autónoma de Tlaxcala(UAT).

(4)Instituto de Ciencias Naturales de la Universidad Autónoma de Guerrero(UAG)

(5)Departamento de Ingenieria Química y Bioquímica, Instituto Tecnologico de Huejutla, Hidalgo. bioalm@hotmail.com

CUANDO PONES LA PROA VISIONARIA HACIA UNA ESTRELLA Y TIENDES EL ALA HACIA TAL EXCELSITUD INASIBLE, AFANOSO DE PERFECCIÓN Y REBELDE A LA MEDIOCRIDAD, LLEVAS EN TI EL RESORTE MISTERIOSO DE UN IDEAL. ES ASCUA SAGRADA, CAPAZ DE TEMPLARTE PARA GRANDES ACCIONES. CUSTÓDIALA; SI LA DEJAS APAGAR NO SE REENCIENDE JAMÁS. Y SI ELLA MUERE EN TI, QUEDAS INERTE: FRÍA BASOFÍA HUMANA… TODOS NO SE EXTASÍAN COMO TÚ, ANTE UN CREPUSCÚSCULO. NO SUEÑAN FRENTE A UNA AURORA O CIMBRAN EN UNA TEMPESTAD; NI GUSTAN DE PASEAR CON DANTE, REIR CON MOLIÈRE, TEMBLAR CON SHAKESPEARE, CRUJIR CON WAGNER; NI ENMUDECER ANTE EL DAVID, LA CENA O EL PARTENÓN. ES DE POCOS ESA INQUIETUD DE PERSEGUIR ÁVIDAMENTE ALGUNA QUÍMERA, VENERANDO A FILÓSOFOS, ARTISTAS Y PENSADORES QUE FUNDIERON EN SÍNTESIS SUPREMAS SUS VISIONES DEL SER Y DE LA ETERNIDAD, VOLANDO MÁS ALLÁ DE LO REAL… LOS IDEALES DE PERFECCIÓN, FUNDADOS EN LA EXPERIENCIA SOCIAL Y EVOLUTIVOS COMO ELLA MISMA, CONSTITUIRÁN LA ÍNTIMA TRABAZÓN DE UNA DOCTRINA DE PERFECCIÓN INDEFINIDA, PROPICIA A TODAS LAS POSIBILIDADES DE ENALTECIMIENTO HUMANO… SON EFECTOS DE CAUSAS, ACCIDENTES EN LA EVOLUCIÓN UNIVERSAL INVESTIGADA POR LA CIENCIA Y RESUMIDA POR LA FILOSOFÍA, Y ES FÁCIL EXPLICARLO SI SE LE COMPRENDE… UN IDEAL ES UN PUNTO Y UN MOMENTO ENTRE LOS INFINITOS POSIBLES QUE PUEBLAN EL ESPACIO Y EL TIEMPO… EVOLUCIONAR ES VARIAR. José Ingenieros.

AQUELLA MAÑANA SUCEDÍA ALGO RELEVANTE, UN QUIEBRE EN EL ORDEN RUTINARIO DEL SISTEMA: LOS ALUMNOS PRIVILEGIADOS NO PODÍAN TOLERAR POR MÁS TIEMPO EL FOMENTO ORGANIZADO DE LA IGNORANCIA, LA PROMOCIÓN DEL VACÍO INTELECTUAL Y LA CORRUPCIÓN INTELECTUAL Y ECONÓMICA DE GRAN PARTE DEL MUNDO ACADÉMICO, CÓMPLICE POR ACCIÓN U OMISIÓN EN LA ACTUAL CRISIS ECONÓMICA… ¿ES POSIBLE UNA TRANSFORMACIÓN SOCIAL CUYA FUERZA PUEDA REVOCAR LOS ESTRAGOS DEL DESPOTÍSMO FINANCIERO?... EUROPA ES UN PROYECTO DOGMÁTICO, CUYO FIN ES EL DE REASUMIR Y REFORZAR LA IDEOLOGÍA NEOLIBERAL, LA DE UNA REGULACIÓN NEOLIBERAL QUE LLEVARÁ AL EMPOBRECIMIENTO DE LAS SOCIEDADES EUROPEAS: AL RECORTE DE LOS SALARIOS, AL RETRASO DE LA JUBILACIÓN Y, FINALMENTE, AL TRISTE PROYECTO DE DESTRUIR, DEVASTAR Y DESMANTELAR EL INTELECTO GENERAL… LA DESTRUCCIÓN DE LA INTELIGENCIA COLECTIVA. O LA DESTRUCCIÓN DE LA UNIVERSIDAD Y EL SOMETIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN ACADÉMICA A LOS ESTRECHOS INTERESES DEL BENEFICIO Y LA COMPETITIVIDAD ECONÓMICA… LES ENSEÑAMOS COSAS QUE PUEDEN SER BUENAS O MALAS, PERO AL FINAL RESULTAN INÚTILES EN LO QUE SE REFIERE A SU FUTURO YA QUE NO TIENEN FUTURO… HOY, EL CINISMO HA INVADIDO LA ESFERA DEL PENSAMIENTO, Y NO MENOS LA ESFERA DE LA POLÍTICA… HAN ABIERTO EL CAMINO AL DOGMATISMO, LA VIOLENCIA, EL RACISMO, EL EMPOBRECIMIENTO Y LA DICTADURA FINANCIERA… EN SUS IMPLACABLES ESFUERZOS POR TRANSFERIR FONDOS Y RECURSOS DE LA SOCIEDAD A LA CLASE FINANCIERA, LOS IDEÓLOGOS NEOLIBERALES NUNCA HAN DUDADO EN USAR LA MANIPULACIÓN Y EL ENGAÑO: SUS MEDIAS VERDADES Y FICCIONES SON TRANSFORMADAS POR LOS MEDIOS GLOBALES DE COMUNICACIÓN EN CONOCIMIENTO PÚBLICO… NO PODEMOS ENCONTRAR LA VERDAD EN EL CAPITALISMO FINANCIERO, PORQUE SU HERRAMIENTA ESENCIAL ES LA DESAPARICIÓN DE LA VERDAD. EL SISTEMA COMPLETO CAE EN LA INDETERMINACIÓN… EL PODER FINANCIERO NO ESTÁ EN LOS EDIFICIOS, SINO EN LAS CONEXIONES ABSTRACTAS ENTRE NÚMEROS, ALGORITMOS E INFORMACIÓN. POR TANTO, SI DESEAMOS DESCUBRIR FORMAS DE ACTUAR QUE CONFRONTEN LA FORMA ACTUAL DEL PODER, TENDREMOS QUE EMPEZAR POR ENTENDER QUE EL TRABAJO COGNITIVO ES LA PRINCIPAL FUERZA PRODUCTIVA DETRÁS DE LOS AUTOMATISMOS TECNOLINGÜISTICOS QUE HACEN POSIBLE LA ESPECULACIÓN FINANCIERA… LA PROTESTA SOCIAL PUEDE VOLVERSE AGRESIVA. PERO LA VIOLENCIA ES UN MEDIO INADECUADO PARA CAMBIAR EL CURSO DE LAS COSAS. Franco Bernardi Bifo y Vivian Abenshushan.

NO HAY TAL COSA COMO LA SOCIEDAD. Thatcher

EL HOMBRE ES EL MOTOR INCONSCIENTE DE LA HISTORIA Y NO SON SUS VIRTUDES SINO SUS VICIOS LOS QUE CONSTITUYEN SUS FUERZAS VIVAS. ¿NO SON EL DESINTERÉS, LA GENEROSIDAD Y EL HUMANISMO, SINO LA FEROCIDAD, LA AVARICIA Y LA AMBICIÓN LAS QUE CREAN Y DESARROLLAN LAS SOCIEDADES? ESTOS TRES VICIOS QUE SON CAPACES DE DESTRUIR AL GÉNERO HUMANO SOBRE LA TIERRA, PRODUCEN LA FELICIDAD CIVIL ENGENDRANDO AL EJÉRCITO, EL COMERCIO Y EL PODER POLÍTICO Y COMO CONSECUENCIA EL VALOR, LA RIQUEZA Y LA SABIDURÍA. Paul Lafargue.

TODO SER ORGANIZADO FORMA UN CONJUNTO, SISTEMA ÚNICO Y CERRADO, CUYAS PARTES SE CORRESPONDEN Y CONCURREN HACIA LA MISMA ACCIÓN CONJUNTA Y DEFINITIVA… NINGUNA DE ESTAS PARTES PUEDE CAMBIAR SIN QUE LAS DEMÁS CAMBIEN A SU VEZ. Cuvier. 

EL MOTIVO DE TODA LA MISERIA QUE HOY SIENTEN MUCHOS SERES HUMANOS NO ES QUE ESTÉN ENFERMOS, SINO MÁS BIEN QUE ESTÁN SEPARADOS DE AQUÉLLO QUE HACE LA VIDA INTERESANTE Y BELLA Y LA VIVIFICA… ¿TENEMOS QUE PRODUCIR SERES HUMANOS ENFERMOS PARA TENER UNA ECONOMÍA SANA?... EL SER HUMANO NO FUNCIONA CORRECTAMENTE SI SÓLO SE SATISFACEN SUS NECESIDADES MATERIALES Y NO AQUELLAS NECESIDADES Y APTITUDES QUE LE SON PROPIAS, ESPECÍFICAMENTE HUMANAS, COMO EL AMOR, LA TERNURA, LA RAZÓN Y LA ALEGRÍA. EL OBJETO MÁS IMPORTANTE DE LA PRODUCTIVIDAD ES EL SER HUMANO MISMO… LA MISIÓN MÁS IMPORTANTE QUE TIENE EL SER HUMANO EN LA VIDA ES CONTRIBUIR A SU PROPIO NACIMIENTO Y LLEGAR A SER LO QUE POTENCIALMENTE SE ES… LA VIDA ENTERA NO ES SINO EL PROCESO DE DARSE A LUZ A SÍ MISMO… EL MIEDO A LA MUERTE CRECE CON LA SENSACIÓN DE NO HABER ESTADO VERDADERAMENTE VIVO… EL SER HUMANO NO HA NACIDO PARA QUE LO ROMPAN, PERO NO HAY NADA MÁS EFECTIVO PARA ROMPER A UN SER HUMANO QUE CONVENCERLO DE SU VILEZA… EL MAL ES EL INTENTO DE TRASCENDER DEL TERRENO DE LO HUMANO AL DE LO INHUMANO, Y A PESAR DE ELLO SE ES TAN INCAPAZ DE SER UN ANIMAL COMO DE SER UN DIOS… EL PODER, EN EL SENTIDO DE DOMINAR A LOS OTROS, ES LA PERVERSIÓN DE LA POTENCIA CREADORA PERO SÓLO CUANDO EL SER HUMANO DEJE DE SER UN LISIADO DEJARÁ DE SER UN SÁDICO. Erich Fromm.

RESUMEN

El modelo consiste de dos partes principales, una para el cambio en la población de las plantas y otra para los herbívoros. La razón de crecimiento es función de la densidad de las plantas, donde el crecimiento de las plantas es calculado como el producto de la densidad y la razón de crecimiento.

La densidad de las plantas se reduce por consumo por los herbívoros, donde el consumo por individuo es una función no lineal de la densidad de las plantas: A mayor densidad mayor consumo por individuo. La razón de consumo es el producto del número de herbívoros por el consumo individual. La razón de mortalidad de los individuos está determinada por su lapso medio de vida, que es función no lineal del consumo per cápita. A mayor consumo por cabeza, mayor lapso de vida, para límites dados. La razón de crecimiento de los herbívoros es el producto de su tamaño poblacional y su razón de crecimiento fraccional al cual se le considera como una función de la densidad de las plantas, en el periodo previo de tiempo.

INTRODUCCIÓN

La práctica del manejo de los recursos acuícolas conocida como biomanipulación, ha surgido de la idea de la manipulación de la relación depredador-presa y está ganando popularidad entre las organizaciones que manejan los recursos de lagos y presas. El modelo donde los flujos de aguas ricas en nutrientes hace que el crecimiento de las plantas sea muy exuberante. Como control se ha introducido para comerse las plantas a la carpa herbívora, las cuales pueden ser tan eficientes que acaben con todas las plantas y terminen muriéndose de hambre. Cuando la carpa reduce la biomasa de las plantas de un 35 a 45%, se alcanza el óptimo nivel de control. El problema se convierte en encontrar el número apropiado, sitios, tamaño y tiempo de introducción de la carpa en el reservorio. Si tal método es encontrado, entonces el control biológico puede desplazar con éxito los controles químicos de la vegetación.

La carpa se introduce de 200 gramos, el tamaño mínimo para una transferencia de sitio segura. Los reemplazos deben darse cada 5 años, donde para predecir el efecto de los peces se utilizan en el modelo tiempos de 10 años. Los peces se introducen en primavera para maximizar la razón de sobrevivencia y de preferencia en áreas con profundidades menores a 6 metros.

MODELO DE SIMULACIÓN DE LA INTRODUCCIÓN DE UN DEPREDADOR AL SISTEMA PARA INCREMENTAR LA CALIDAD DEL AGUA Y REDUCIR LA BIOMASA DE PLANTAS

En este modelo se examina el reclutamiento y dinámica trófica de plantas para un escenario posible a darse en presas y lagos.

Los ecosistemas pueden administrarse a través de la manipulación de las cadenas alimenticias. En este modelo, estos efectos se obtienen cuando se introducen los depredadores de peces al sistema para incrementar la calidad del agua al reducir la biomasa de las plantas.

Estos efectos se obtienen cuando los predadores disminuyen la biomasa de los zooplanctivoros, lo que a su vez, incrementa la producción de zooplancton. Al incrementarse el zooplanton resulta un menor número de plantas con lo que se incrementa la calidad del agua para usos humanos.

Desafortunadamente, numerosas excepciones pueden ocurrir dentro de este simple mecanismo de cascada. Así por ejemplo, debido a una rápida razón de cambio en la producción primaría, los sistemas altamente eutroficados no se ven fácilmente limitados por regulaciones de niveles tróficos superiores.

Los sistemas con muchas plantas en sus orillas también resisten procesos de biomanipulación porque estas plantas sirven como reservorios de producción y nutrientes.

Debido al rápido crecimiento de los peces con hábitos homnívoros y a su alta fecundidad, estos peces pueden escapar a los procesos de regulación por depredación y competencia por los recursos de alimento. Como resultado a menudo impactan a las poblaciones de depredadores y de zooplancton en mayor proporción de lo que son impactados por ellos.

Tales efectos en la cascada trófica, pueden distorsionar cualquier intento para mejorar la calidad del agua al agregar predadores al sistema conteniendo grandes poblaciones de plantas.

Así surge la siguiente pregunta: ¿Bajo qué condiciones puede el administrador de la presa o reservorio controlar las poblaciones de las plantas y mejorar la calidad del agua a través de la biomanipulación?

En este modelo examinamos el efecto de varios regímenes de manipulación como son los efectos de las razones de mortalidad de los depredadores y la sobrevivencia de los huevecillos.

Vamos a modelar una comunidad de productores primarios, zooplancton, planctívoros y una especie de depredador que se alimenta de las clases de tamaño óptimo del planctívoro.

El modelo se ajusta a corridas por aproximadamente diez años en los tiempos de simulación. El zooplanctívoro tiene un crecimiento que es dependiente de la densidad del zooplancton. Las tazas de depredación permanecen constantes para una abundancia dada de predadores, así la sobrevivencia del zooplanctívoro depende de la habilidad del pez para reponerse a procesos de depredación.

El crecimiento es especialmente importante durante las tres primeras etapas de sus vidas (larva, primeros juveniles y últimos juveniles), pero el pez transferirá en ciertos intervalos de tiempo, a las clases de tamaño mayor de la etapa de los últimos juveniles hacia tamaños menores.

Este patrón de maduración refleja el cambio en la alimentación del zooplancton al detritus durante el primer año de vida, y la importancia disminuida de los eventos denso dependientes para los adultos detritívoros.

Los predadores se dividen en tres categorías: juveniles, pequeños predadores y adultos; la mortalidad de los zooplantívoros está determinada por la densidad de los predadores en varias clases de tamaño.

Los zooplantívoros adultos no son removidos por depredación y la fuerza de regulación por depredación afecta las razones de mortalidad de los predadores y su habilidad para controlar a los zooplantívoros.

Se puede decir que el control está directamente relacionado a la separación espacial de las dos especies ya que los predadores de los zooplantívoros ocurren principalmente en la zona literal.

La dinámica poblacional de los predadores depende principalmente para los pequeños, de la disponibilidad de larvas y primeros juveniles de los zooplantívoros; similarmente, los efectos de la biomasa de las presas para predadores pequeños y adultos está especificada a través de variables de control.

Las tazas de crecimiento para las plantas y el zooplancton debe especificarse, donde las razones de consumo de plantas por zooplancton y de zooplancton por zooplanctívoros, se especifican gráficamente.

Ahora, todas las piezas del modelo están en su lugar y estamos listos para estudiar los impactos de la biomanipulación. Nuestros modelos muestran que la manipulación a través de los niveles tróficos superiores son efectivos en controlar las poblaciones de zooplanctívoros.

Resultados y discusiones

Efecto de la fecha de siembra, fecha de cosecha y stock inicial sobre la producción y ganancia de un cultivo acuícola hipotético: evaluación vía simulación

Descripción del modelo cuantitativo.- Matemáticamente el modelo se puede definir como un modelo estocástico de compartimentos con intervalos de un día basado en ecuaciones de diferencia.

Temperatura del agua.- Las regresiones lineales entre temperatura del agua y día del año, sugieren que la tendencia estacional puede representarse mediante una serie de regresiones ajustadas a los datos para diferentes períodos del año.

Para representar la variabilidad diaria inherente de la temperatura del agua, el valor de temperatura para cada día se obtiene aleatoriamente desde una distribución normal generada alrededor del promedio predicho por la ecuación correspondiente, usando el error del cuadrado medio de la regresión, como un estimador no sesgado de la varianza.

Producción primaria neta.- La producción primaria neta de las plantas se puede representar como una función lineal de la temperatura del agua.

Para representar la variabilidad inherente de la producción primaria neta, el valor diario de la productividad para cada día se obtiene aleatoriamente a partir de una distribución normal generada alrededor del promedio predicho por la regresión y usando el error medio cuadrático como estimador no sesgado de la varianza.

MORTALIDAD NATURAL DE LAS PLANTAS.- Las observaciones del mundo real, sugieren que la relación entre la tasa de mortalidad natural y la densidad de las plantas acuáticas es exponencial.

CONSUMO DE LAS PLANTAS POR LOS PECES.- Si se supone que la disponibilidad de las plantas acuáticas es ilimitada, el consumo de las plantas por los peces se puede representar en función de la temperatura del agua y del peso individual de los peces.

Cuando la biomasa de las plantas disminuye por debajo de un cierto valor, el consumo se limita por la disponibilidad de las plantas y, en consecuencia, la tasa de consumo deseada se reduce en aproximadamente la mitad por cada 5,000 kg/ha de disminución del valor umbral.

Para representar la variabilidad inherente en el consumo diario, se elige cada valor diario desde una distribución normal generada alrededor del promedio predicho por la ecuación exponencial, usando el error cuadrático medio, como un estimador no sesgado de la varianza.

RESPIRACIÓN Y EXCRECIÓN DE LOS PECES.- La respiración de los peces se puede representar como una ecuación exponencial de la temperatura así como del peso.

Debido a que la eficiencia de asimilación es igual al 2% para los peces de cualquier tamaño, la excreción se calcula directamente con base en la biomasa total de peces.

EVALUACIÓN DEL MODELO.- Aunque no existen datos del sistema real que permitan realizar comparaciones directas, la estacionalidad de la dinámica de los procesos biológicos representados explícitamente en el modelo, parecen coherentes y razonables en términos de la amplitud relativa y la periodicidad de las fluctuaciones. La producción primaria neta en general, sigue la tendencia de la temperatura del agua. La producción primaria con una temperatura dada, es levemente más alta durante la primavera que durante el otoño a la misma temperatura, lo cual se debe a que la biomasa total de las plantas es mayor durante la primavera.

El consumo de las plantas por los peces y la respiración de éstos también siguen la tendencia de la temperatura del agua; es decir, aumenta desde la primavera hasta el verano y disminuyen durante el otoño. A diferencia de la productividad primaria, el consumo y la respiración de los peces resultaron notablemente mayores durante el otoño a una temperatura dada, que durante la primavera a la misma temperatura, lo cual se debe a que la biomasa total de peces es mayor durante el otoño.

ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD.- Los resultados del análisis de sensibilidad indican que las predicciones de la biomasa de las plantas, la de los peces y del peso individual el día de la cosecha, son relativamente sensibles a cambios en el valor del consumo, y que la biomasa de los peces y el peso individual de éstos también son sensibles a los cambios en la asimilación.

Los cambios realizados en la producción primaria neta, en la mortalidad natural de las plantas y en la respiración de los peces, tienen relativamente poco efecto. Dado que existen bases empíricas sólidas que fundamentan la representación del consumo y la eficiencia de asimilación, podemos confiar en la capacidad del modelo para predecir diferencias importantes entre los diferentes esquemas de manejo que se evaluarán.

SIMULACIÓN DE ESQUEMAS ALTERNATIVOS.- Claramente el mejor esquema de manejo propuesto es el de la siembra tardía. Sin embargo, los resultados de las simulaciones sugieren que existen otras alternativas que merecen ser consideradas. Por ejemplo, las fechas de siembra y cosecha se podrían ajustar de tal forma de aprovechar al máximo el período durante el cual la temperatura es favorable para el crecimiento de los peces, y también sugieren que se podría ajustar la densidad del stock inicial de tal forma, que la demanda de los peces por alimento coincida con la disponibilidad de biomasa de las plantas.

Considerando la variación estacional normal de la temperatura del agua y la dinámica resultante de la biomasa de las plantas, sugerimos, como un punto de partida razonable para nuevos estudios, sembrar en mayo, cosechar en octubre con un stock inicial de 110 peces/ha.

USO Y RESULTADOS DEL MODELO.- Para examinar el efecto que produce la restricción del esfuerzo pesquero en la laguna y en el mar, sobre la pesca y las ganancias durante los próximos años, se ha desarrollado un diseño experimental que consiste en dos series de simulaciones de diez años. En estas simulaciones se reduce el esfuerzo pesquero hasta obtener valores que permitan una pesca sustentable.

En relación con el efecto que tienen las diferentes estrategias de pesca sobre la pesca total en la laguna y en el mar y los beneficios para ambos grupos de usuarios, los resultados de las simulaciones sugieren que el manejo debería concentrarse en la reducción del esfuerzo pesquero en la laguna, si la meta consiste en mantener una pesquería sustentable en ambos sitios.

Un problema potencial que se puede presentar en el manejo de este recurso, es que los pescadores de la laguna no vean la necesidad de reducir el esfuerzo pesquero. Sin embargo, las simulaciones sugieren que la pesca en el mar colapsa mucho antes de que la población en la laguna llegue a un nivel al cual la pesquería deja de ser lucrativa y, por lo tanto, el recurso se ve severamente perjudicado.

MODELO DE SIMULACIÓN PLANTA-HERBIVORO Y DEPREDADOR-PRESA PARA LA BIOMANIPULACIÓN EN LA REMEDIACIÓN DEL CRECIMIENTO EXCESIVO DE PLANTAS

El modelo consta de tres partes básicas: el número de peces, su tamaño promedio y la biomasa de las plantas. (Figura 5)

Considerando primero el componente que tiene que ver con el número de peces.
  • La mortalidad del predador es función de la estación del año, un coeficiente de mortalidad y el número de peces. El coeficiente de mortalidad es función de la edad promedio y el tamaño del pez y una variable que causa que la razón de mortalidad incremente con la edad de los peces. La mortalidad estacional es función del número de peces, el periodo del año a considerar y el ya mencionado coeficiente de edad.
  • La mortalidad por hambre es función del número de peces, un coeficiente de mortalidad basado en la temperatura y una determinación de la escasez de alimento.


En el siguiente modulo se calcula el tamaño promedio de los peces en calorías y gramos. El pez ingiere vegetación medida en calorías, respira y excreta sustancias medidas también en calorías. Si la ingestión excede a la excreción y respiración, el pez aumenta de peso. Si la ingestión es menor, el tamaño promedio disminuye. El exceso de calorías se convierte en carne a diferentes razones y la eficiencia de conversión disminuye conforme el pez se hace mayor o adulto.
  • La razón energética de respiración depende del esfuerzo de digestión, el nivel de actividad y el metabolismo estándar, el cual depende del tamaño en gramos y la temperatura del agua.

  • La razón de excreción es función de la cantidad de energía no asimilada y el tamaño de la ingestión real.

  • El crecimiento de la planta es de forma logística con un límite superior especificado en la máxima densidad de plantas. La razón de crecimiento está controlada por la temperatura.

  • La mortalidad de las plantas está controlada por el número de días-grados acumulados, que producen una razón de mortalidad para las plantas.

  • Un mínimo nivel de vegetación es preservada para propósitos de regeneración.
Ahora que todos los componentes necesarios del modelo son obtenidos, podemos correrlo y experimentar con diferentes números poblacionales, tratando de usar números más pequeños en el segundo período de siembra para alisar las variaciones en los máximos vegetativos, figura (4).

MODELO DE SIMULACIÓN DE LA INTRODUCCIÓN DE UN DEPREDADOR AL SISTEMA PARA INCREMENTAR LA CALIDAD DEL AGUA Y REDUCIR LA BIOMASA DE PLANTAS

En el análisis de sensibilidad para el impacto del número de depredadores y la fuerza de regulación en el afloramiento de plantas, encontramos que al incrementar el número de depredadores introducidos al sistema, los picos de afloramiento de plantas es reducido y el número de afloramientos también se reduce; es decir que la fuerza de regulación es efectiva en controlar la biomasa de las plantas como el número de zooplantívoros.

Reduciendo la fuerza de regulación, la cantidad de plantas en el sistema es sustancialmente reforzada, pero al incrementar la regulación disminuye la cantidad de plantas en el sistema.

En un grupo separado de análisis de sensibilidad, evaluamos los impactos de las tasas de sobrevivencia de huevecillos y la mortalidad estacional sobre la dinámica del sistema, donde para el caso de la mortalidad estacional la reducción de la población no importa mucho ya que la reproducción de los zooplantívoros es tan grande que unos pocos adultos pueden recuperar el sistema. Así, los máximos en las larvas de zooplantívoros es ligeramente reducida, pero los patrones de población general permanecen sin cambiar y donde también la sobrevivencia de los huevecillos no afecta grandemente las poblaciones o biomasas de plantas.

De los resultados de las pruebas de sensibilidad, parece que las manipulaciones de las poblaciones de depredadores pueden tener algún éxito en controlar las poblaciones de zooplantívoros a pesar del hecho de su rápido crecimiento y alta fecundidad.

Los administradores de lagos y presas deben tener cuidado de conservar y posiblemente incrementar los tamaños de predadores, cuidando no impactar poblaciones o ambientes locales en lagos y presas donde la calidad del agua es importante.




Figura 1. Desarrollo del modelo de simulación de manejo de un cultivo acuícola en el reservorio.




Modelo I. Modelo II.



Modelo III. Modelo IV.



Modelo V



Modelo VI.



Modelo VII.



Modelo VIII.



Modelo IX.



Figura 2. Modelo que representa el efecto de la fecha de siembra, fecha de cosecha y stock iniciales sobre la producción y ganancia de un cultivo acuícola.



Figura 3. Modelo de simulación sobre manejo pesquero sustentable.

Modelo I.



Modelo II.



Modelo III.



Modelo IV.



Figura 4. Modelo de simulación planta-herbívoro y depredador-presa.



Figura 5. Modelo de simulación de la carpa herbívora.

Modelo I.



Modelo II.



Modelo III.



Modelo IV.



Modelo V.



Modelo VI. Modelo VII.



Modelo VIII. Modelo IX.



Figura 6. Modelo de simulación de la introducción de un depredador.

Modelo I.



Modelo II.



Modelo III.



Modelo IV.



Modelo V.



CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La biomanipulación de las cadenas tróficas está transformando el manejo científico en la producción de lagos y presas. Se recomiendan varios modelos de simulación para el manejo y remediación de potenciales condiciones adversas por presentarse en las presas y reservorios; con submodelos abordando situaciones de ecología y economía de los sistemas productivos; y que son los más viables por presentarse para las situaciones dadas en la región.

Las situaciones por presentarse serán optimizadas al ser modificadas en la biomanipulación haciendo que los sistemas productivos trabajen en nuestro favor, en lugar de en contra nuestra, creándose así lo siempre deseable en proyectos de esta magnitud; su multifuncionalidad y de que las condiciones emergentes sean mejores a las existentes sin la construcción de la presa y formación de reservorios.

Se recomienda en caso de construcción de una presa, se pongan en funcionamiento dichos proyectos y se dé un seguimiento técnico y científico de éstos a fin de lograr los resultados deseados.

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