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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