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Factores que limitan la productividad en ecosistemas terrestres: luz, agua y temperatura

Publicado por Victoria González

Un 44 % de lo que llega a la tierra es radiación fotosintéticamente activa (PAR), aunque hay diferencias entre zonas y los polos reciben menos radiación que los trópicos. La cantidad de PAR absorbida por las plantas depende del índice de área foliar y de la capacidad fotosintética de las mismas. El índice de área foliar es la proyección del área foliar total de la planta sobre el suelo. El LAI óptimo para la absorción suele variar entre 4 y 6 metros cuadrados de hoja/metro cuadrado de suelo en especies de hoja ancha y los 6-10 metros cuadrados de hoja/metro cuadrado de suelo en coníferas. Por encima de estos valores existe un fuerte autosombreo y la respiración es mayor que la fotosíntesis. La cantidad de PAR absorbida es en torno al 10-20 % del total de la PAR disponible, como mucho un 30 %.

hoja

Después, la radiación luminosa es convertida en materia orgánica. La relación entre la conversión de radiación lumínica en materia orgánica y cantidad de radiación luminosa suele ser de tipo curvilíneo. En esta relación, el punto de compensación es la cantidad de radiación luminosa por encima de la cual el balance fotosintético es positivo; y el punto de saturación es la cantidad de radiación luminosa por encima de la cual la planta empieza a sufrir daños en los sistemas fotosintéticos debido a un exceso de luz y temperatura. En general, las plantas C3 suelen tener puntos de saturación más bajos que C4.

En cuanto a la temperatura, su relación con la productividad primaria neta es de tipo sigmoide. En principio, la mayor temperatura mayor tasa fotosintética, pero a medida que aumenta la temperatura, también aumenta la tasa de respiración. La respiración, a partir de 20 °C, aumenta de forma exponencial, y la tasa fotosintética aumenta ligeramente. Por eso, a partir de 20 °C la productividad primaria neta empieza a estabilizarse. Si las temperaturas son muy altas se produce estrés térmico y la productividad primaria neta baja mucho.

La relación entre la precipitación y la producción de materia seca es de tipo curvilíneo. Los motivos por los que el agua limita son:
– En el intercambio gaseoso, al absorber CO2 se pierde agua. Si el agua es un recurso limitante, la planta cierra los estomas y como consecuencia se reduce la adquisición de CO2 para la fotosíntesis.
– La baja disponibilidad de agua es el principal factor que restringe el índice de área foliar de las plantas. Si las plantas tienen un índice de área foliar elevado, esto les supone perder mucha agua. Por ello, en ecosistemas en los que el agua es limitante, el índice es bajo.

Algunos autores prefieren hablar de evapotranspiración potencial en lugar de disponibilidad de agua. Este concepto expresa el índice de la tasa teórica máxima a la que el agua se evapora en la atmósfera, y depende tanto de la cantidad de precipitación como de la temperatura. Una mayor evapotranspiración potencial supone mayor estrés hídrico, y una menor evapotranspiración potencial supone mayor disponibilidad de agua.

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