ECOLOGIA

Nathalie Rodas Agudelo

Código: 67201616889

Mayo 2016.

Universidad de Manizales

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Ecología

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ECOLOGIA

Momento Individual

Nathalie Rodas Agudelo

Código: 67201616889

Mayo 2016.

Universidad de Manizales

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Ecología

iii Tabla de Contenidos

Unidades Básicas de la Ecología ........................................................................................ 1

Relaciones Ecológicas ........................................................................................................ 2

Ciclos de los elementos químicos y ciclos biogeoquímicos ............................................... 4

Los Ecosistemas o Biomas como zonas de Vida ................................................................ 8

Leyes de la Ecología ......................................................................................................... 10

Escuelas de Pensamiento Ecológico ................................................................................. 11

Bioindicadores Ambientales ............................................................................................. 12

Huella Ecológica ............................................................................................................... 15

Bibliografía ....................................................................................................................... 17

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Unidades Básicas de la Ecología

La Ecología posee cinco unidades básicas: Nicho Ecológico, Hábitat,

Ecosistema, Biodiversidad y Biosfera, estas se relacionan de la siguiente manera:

En nuestra tiene tenemos aproximadamente 1.7 millones de organismos, esto sin

contar las innumerables especies que aún no han sido descubiertas. Todo nosotros vivimos

en una región del planeta que se extiende desde el piso del océanos hasta aproximadamente

ocho kilómetros de la atmósfera, a esta gran y hermosa región le llamamos Biosfera e

incluye la tierra, el agua, el aire que hacen posible la vida en nuestro planeta y lugar en el

cual obtenemos todos los recursos necesarios para la vida tanto el hombre como todos los

seres vivos, de igual manera cada organismo depende de otros y de su ambiente e

interrelaciones para su supervivencia.

La energía necesaria para mantener la vida en la biósfera proviene del sol. El

ecosistema es cualquier área de la biósfera en la que las poblaciones de una comunidad

(factores bióticos) interactúan entre sí y con el medio abiótico, en esta interacción hay un

flujo de energía y un reciclado de materiales. Todos los organismos tienen un espacio físico

para vivir y, además, tienen una función ecológica que desempeñar en dicho espacio

durante su interacción con otros seres vivos. El nicho ecológico de un ser vivo es el rol o

papel ecológico que desempeña dentro de su ecosistema. En general, se puede hablar de

nicho ecológico de los productores, de los consumidores o de los descomponedores. El

reconocimiento de los nichos ecológicos desempeñados por los organismos de un

ecosistema dado es muy útil para comprender cómo está compuesto y cómo funciona dicho

ecosistema. En cambio, el hábitat se refiere al área específica del medio físico en que vive

un organismo, mismo que puede ser compartido por otros seres vivos. Si hacemos una

analogía, el nicho será la profesión de un organismo y el hábitat, su domicilio. Dentro de

una región la totalidad de ecosistemas y especies se define como Biodiversidad; Y por lo

regular se estudia en esos tres niveles de organización: el genético, el de especies y el

ecológico. (Sinaloa, 2011 )

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Relaciones Ecológicas

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Ciclos Biogeoquímicos

¿Por qué los ciclos de los elementos químicos son fundamentales para

comprenderlas problemáticas ambientales?

La estabilidad de los ecosistemas es fundamental para el equilibrio del planeta, para ello

los ciclos de los elementos químicos son fundamentales, el movimiento continuo de los

elementos permite a través de Bioindicadores conocer alteraciones de los sistemas,

contaminación, o posibles síntomas que nos muestren problemáticas ambientales que

debamos mitigar.

Ciclos Biogeoquímicos:

En los ecosistemas hay un constante flujo de materiales inorgánicos desde el medio

ambiente hasta los organismos, y viceversa. Ésta circulación y recirculación de los

elementos y compuestos químicos en la biosfera reciben el nombre de ciclos

biogeoquímicos. Estos ciclos pueden ser:

• Sedimentario. Se lleva a cabo mayormente en el medio terrestre (ciclo del fósforo).

• Gaseoso. Ocurre principalmente en la atmósfera (ciclo del nitrógeno).

Ciclo del Oxigeno (O2). El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la

atmósfera terrestre. Este patrimonio abastece las necesidades de todos los organismos

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terrestres respiradores y cuando se disuelve en el agua, las necesidades de los organismos

acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los

electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El

ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los

electrones respecto de los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones

reducen los átomos de carbono (de bióxido de carbono) a carbohidratos. Al final se produce

oxígeno molecular y así el ciclo se completa.

Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de

bióxido de carbono. Inversamente, por cada molécula de bióxido de carbono absorbida en

la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.

Ciclo Del Agua El mayor reservorio de agua en el mundo es el océano. El calor

del sol evapora el agua de mar y una vez evaporada ésta asciende a la atmósfera en forma

de nubes, éstas son empujadas hacia los continentes y al entrar en contacto con

temperaturas bajas, se condensan y caen al suelo continental en forma de lluvia, granizo o

nieve. Una vez en el suelo, una parte del agua es tomada por los organismos vegetales y

animales, y otra alimenta a los cuerpos de agua superficiales y subterráneos. Una gran parte

del agua que cae al continente escurre por la superficie y a través del subsuelo, para

nuevamente depositarse en el mar.

Ciclo Del Nitrógeno El nitrógeno (parte de los componentes proteínicos de la

célula) proviene de los nitratos del suelo y del agua. Cuando un organismo muere, las

bacterias y hongos biodegradadores descomponen el protoplasma celular y lo convierten

en amoniaco (también producto de la excreción de los seres vivos). Posteriormente

(bacterias nitrificantes) el amoniaco es transformado en nitritos primero, y luego en

nitratos. Una parte de los nitratos se va hacia los sedimentos, quedando fuera del ciclo; la

otra parte es tomada por las algas y otras plantas verdes que sintetizan proteínas y que,

nuevamente pasan a formar parte de la célula. Cuando ocurren erupciones volcánicas, el

nitrógeno del subsuelo y los nitratos son puestos en circulación, pueden ser aprovechados

por las plantas.

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Ciclo Del Fósforo Durante el ciclo del agua, ésta fluye a través de los ríos hasta

llegar al mar. Durante su recorrido, el fósforo es acarreado en forma de fosfatos. Una vez

en el mar, parte de los fosfatos se sedimenta y se deposita en el fondo del mismo, y parte

es utilizada por los vegetales marinos que a la vez son consumidos por los peces; cuando

éstos son comidos por las aves que viven a orillas de los océanos, una parte del fósforo

pasa a formar parte de los componentes celulares del ave, y otra fracción es arrojada en su

excremento. Dicho excremento (guano) es transportado por el hombre y utilizado como

fertilizante en campos agrícolas; el hombre y otros organismos consumen el fósforo vegetal

integrándolo a su organismo. El fósforo residual que queda en los campos agrícolas y aquél

proveniente del excremento de otros animales hay de los organismos muertos (desintegrado

por hongos y bacterias) es acarreado por los ríos, nuevamente, hacia el océano.

Ciclo Del Carbono El carbono es elemento básico en la formación de las

moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, pues todas las moléculas

orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí. La reserva

fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la

atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del

0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se consumen en los

procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la

atmósfera cada 20 años.

La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan

los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la

respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría

parecer, los animales más visibles. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La

solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el O2 o el N2,

porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos

algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 que necesitan para

formar sus conchas, caparazones o masas rocosas en el caso de los arrecifes. Cuando estos

organismos mueren sus caparazones se depositan en el fondo formando rocas sedimentarias

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calizas en el que el C queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este C

volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas.

Ciclo del azufre El azufre forma parte de incontables compuestos orgánicos;

algunos de ellos llegan a formar parte de proteínas. Las plantas y otros productores

primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (S O -2 4). Estos

organismos lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos

del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra

en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de

nuevo como ion sulfato.

Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de bióxido de azufre (SO2)- se

realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la

atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra

almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de

vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a

cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el

reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.

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Los Ecosistemas o Biomas como zonas de Vida

Los Ecosistemas como zonas de vida: Los ecosistemas son los espacios naturales

que permiten el desarrollo de la vida, es una “mezcla” de factores bióticos y abióticos que

permiten el equilibrio de los seres vivos. En nuestro planeta, podemos observar espacios

que se asemejan entre si debido a las características que poseen (clima, relieve,

composición del suelo, vegetación, fauna), lo que ha determinado una variedad de Biomas

a lo largo de nuestra hermosa tierra; generalmente encontramos dos grandes grupos de

Ecosistemas dependiendo del medio en el que se desenvuelven los seres vivos: terrestres y

los acuáticos, la cual nos permite entender y estudiar el desarrollo de la vida en los diversos

hábitats naturales.

Ecosistemas Terrestres: Estos están determinados por la temperatura y la humedad,

dentro de los ecosistemas terrestres podemos encontrar dependiendo de la zona climática

(Biomas):

Tundra: Se caracteriza por tener temperaturas bajas, suelos helados y

crecimiento de la vegetación escasa (Musgos y líquenes, sin árboles)

Taiga: Se caracteriza por climas fríos con veranos templados y húmedos,

vegetación compuesta por grandes árboles (coníferas, abetos y pinos)

Bosque Templado: Se caracteriza por temperaturas adecuadas y abundantes

lluvias, con gran abundancia de seres vivos.

Estepa: Zonas templadas con escasez de lluvia que impide el crecimiento

de los árboles, se presentan plantas herbáceas (gramíneas), se utilizan como

tierras de cultivo y para alimentar ganado.

Selva: Climas cálidos y húmedos, muy favorables para el desarrollo de la

vida.

Sabana: Climas cálidos con una estación seca y una estación húmeda,

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Desierto: Clima cálido, altas temperaturas durante todo el año, lluvias muy

escasas, algunas especies adaptadas como los cactus y algunos animales

nocturnos.

Ecosistemas Acuáticos: Estos comprenden todas las zonas de la tierra cubiertas por

agua y pueden dividirse según la concentración de sales en el Agua:

Marinos o de Agua Salada: Mares y Océanos

Agua Dulce: Ríos, Lagos, Lagunas, Charcas.

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Leyes de la Ecología

Se establecen las siguientes leyes o principios rectores de la ecología, según Barry

Commoner “EL CIRCULO QUE SE CIERRA” 1973:

A. TODO ESTÁ RELACIONADO CON TODO LO DEMÁS

La naturaleza funciona a través de ciclos que se interrelacionan y la complejizan,

pero de igual manera le dan estabilidad y dinámica. Los residuos que se generan en

los procesos industriales no existen en la naturaleza, en la naturaleza todo es un

equilibrio, nada se desperdicia, todo se aprovecha al máximo

B. TODO VA A DAR A ALGÚN LADO

La contaminación generada por el hombre no desaparece, esta se incorpora en el

planeta alterando los ecosistemas; el hecho que no sea visible, no significa que no

este. Aunque nuestro planeta tiene una gran cantidad de “sumideros” y una

capacidad de adaptación el hombre a sobrepasado los límites sin pensar en las

consecuencias que esto traerá a nuestro entorno, a nuestra tierra. La Acumulación

desmedida de contaminación ha llegado a límites impensables e inmanejables.

C. NADA ES GRATIS

Ley causa y efecto es sencillo, todo que lo hagas tiene unas consecuencias y unos

impactos (Positivos y negativos), la utilización desmedida de los recursos y la

generación excesiva de todo tipo de residuos nos pasará la cuenta tarde o temprano,

y como vemos la situación ya está cobrando.

D. LA NATURALEZA ES MÁS SABIA…

La naturaleza es nuestra madre, nosotros somos parte de ella, no podemos

dominarla, si el hombre no respeta el equilibrio terminará desapareciendo de la

tierra.

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Escuelas de Pensamiento Ecológico

Las escuelas de pensamiento ecológico son el conjunto de aportes de distintos

científicos, antropólogos, estudiosos y ambientalistas, entre otros; estos han permitido a

través de sus aportes construir escenarios de la ecología donde se ve la realidad a través de

diferentes conceptos y miradas. Las escuelas de pensamiento ecológico se han clasificado

y estudian las siguientes actividades.:

• Ecología Humana: Modificación del ambiente por los seres humanos para

desarrollar su hábitat.

• Ecología Profunda: Consciencia de las relaciones con el ambiente, nuevas

miradas para la educación, la tecnología, salud y la política.

• Ecología Política: Cambiar los modelos económicos tradicionales para

desligar el crecimiento económico y la política de la contaminación

ambiental.

• Ecología Urbana: Relaciones entre grandes poblaciones y ciudades y el

medio ambiente, aplicar modelos ecológicos al urbanismo, sociología,

antropología, geografía, historia, entre otras.

• Ecología Cultural: Variaciones de los paisajes espaciales y temporales,

conservación del patrimonio natural y cultural.

• Ecología al rojo vivo: La crisis ambiental es una bomba de tiempo, modelo

para tomar conciencia en el uso de los recursos naturales y su garantía para

las futuras generaciones.

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Bioindicadores Ambientales

Los Bioindicadores son especies, abundantes, sensibles en determinados

aspectos, fácil y rápidamente identificables, con poca movilidad y por supuesto deben

haber sido bien estudiados con anterioridad, tanto su ecología como su ciclo biológico;

son organismos (o restos de ellos) que ayudan a descifrar o descubrir algún fenómeno o

acontecimiento pasado o presente que esté relacionado con la zona a estudiar. Las

especies tienen requerimientos físicos, químicos, de estructura del hábitat y de relación

con otras especies, teniendo unos límites determinados según organismos. Estos límites

suelen determinar su supervivencia (límites máximos), crecimiento (límites intermedios),

o su reproducción (límites más estrechos), siéndonos más útiles, como indicadores

ecológicos, las especies con rangos más estrechos de tolerancia (podremos deducir con

mayor precisión la presencia o concentración de un determinado agente contaminante).

Propiedades de los Bioindicadores

Abundante y fácilmente identificable.

Sedentario, para reflejar mejor una zona determinada, a no ser que

interese su movilidad.

Cuanto mayor sea su tamaño mejor se realizarán los estudios en

tejidos determinados.

Es indispensable conocer, tanto su resistencia al medio y

condiciones letales para el bioindicador, como su capacidad de

supervivencia en transporte y laboratorio.

Principales usos de los Bioindicadores

A. Indicar la calidad del hábitat.

B. Detectar la presencia, concentración o efecto de la contaminación.

C. Detectar los cambios o alteraciones del medio.

Modo de uso de especies indicadoras

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A. La presencia de ciertas especies muy sensibles a ciertos elementos,

indica que durante la vida de estos, la contaminación por esos

elementos, no ha excedido un límite; esto sucede con los líquenes y

el dióxido de azufre, los cuales desaparecen con altas

concentraciones de éste.

B. Muchos organismos modifican o cambian su aspecto cuando su

medio se contamina, como es el caso de las ranas, las cuales, en

zonas con eutrofización (contaminación con P y N, generalmente

por fertilizantes), ven cómo aumentan las algas y con ellas los

platelmintos que parasitarán los renacuajos, produciendo

malformaciones en el adulto.

C. Otros organismos prosperan en ambientes contaminados, como las

bacterias anaeróbicas.

D. Usando biomonitores, es decir, comparar seres vivos, tejidos, o

comunidades con valores estandarizados, para conseguir valores

comparativos de contaminación.

Ventajas de los Bioindicadores e importancia en la planeación

Bajo o nulo costo, sin mantenimiento ni coste energético. El biomonitoreo

permanente de las comunidades resulta ser económico comparado con los análisis

fisicoquímicos. Suministran datos de situaciones pasadas. Amplio grado de dispersión.

Fácil identificación de fuentes contaminantes. Posibilidad de observar efectos

fisiológicos. La existencia de manuales con métodos establecidos de colecta y registro de

información, hacen que sea posible su realización por personas sin amplios

conocimientos de biología. Las comunidades reflejan muchas condiciones del sistema

(físicas, químicas, biológicas y ecológicas).

Desventajas de los Bioindicadores

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No ofrecen mediciones puntuales, sino en todo el tiempo que el organismo lleva

expuesto. La variación genotípica y la edad pueden dificultar el estudio. Existe la

posibilidad de que hayan sido expuestos previamente a ciertos elementos. Pueden ser

influidos por el entorno (suelo, estructura del hábitat singular, etc.). El muestreo implica

mayor tiempo. La información es cualitativa, no cuantitativa; sólo utilizando índices

biológicos obtendremos más información. Para la identificación taxonómica se requiere

experiencia. Para obtener una evaluación integral es necesario realizar análisis

fisicoquímicos o pruebas de toxicidad.

Tipos de Bioindicadores y algunos ejemplos

Bioindicadores de la calidad del suelo: Se suelen utilizar bacterias, actinomicetos,

plantas y hongos, los cuales suelen tener predilección por un tipo de suelo (ácidos, básicos,

pobres, contaminados, etc.), o actúan como acumuladores. Bioindicadores de la calidad del

aire: Se utilizan generalmente líquenes, que carecen de sistema excretor, y actúan tanto de

Bioindicadores como de bioacumuladores, proporcionando medidas muy fiables.

Actualmente se lleva a cabo el proyecto “EUROBIONET” cuyo objetivo es evaluar la

calidad del aire e identificar los contaminantes atmosféricos, en diversas ciudades de

Europa, usando plantas bioindicadoras. Se utilizan:

Tabaco (Nicotina tabacum) para detectar la contaminación por

ozono.

Tradescantia para detectar los efectos mutagénicos de los

contaminantes.

Hierba (Lolium multiflorum italicum) para la detección de azufre y

metales pesados.

Col rizada (Brassica oleracea) que acumula compuestos inorgánicos

de combustiones incompletas.

Bioindicadores de la calidad de las aguas: Se utilizan gran cantidad de organismos

como macroinvertebrados, bacterias, protozoos, musgos, algas, etc.

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Huella Ecológica

Desde hace algunos años se ha venido escuchando hablar de huella

ecológica, el cual representa un indicador de sostenibilidad a nivel internacional y nacional,

este nuevo “indicador” integra el conjunto de impactos que ejerce el hombre sobre su

entorno y sobre el planeta, teniendo en consideración los recursos utilizados y los residuos

generados para el modelo de consumo de la comunidad.

“La huella ecológica se define como el total de superficie ecológicamente productiva

necesaria para producir los recursos consumidos por un ciudadano medio de una

determinada comunidad humana, así como la necesaria para absorber los residuos que

genera, independientemente de la localización de estas superficies.”

La medición de este indicador pare de una serie de aspectos y características como son:

• Para producir cualquier bien o servicio, independientemente del tipo de tecnología

utilizada, se necesita un flujo de materiales y de energía, provenientes, en última

instancia, de sistemas ecológicos o del flujo de energía directa del Sol en sus

diferentes manifestaciones.

• Se necesitan sistemas ecológicos para absorber los residuos generados durante el

proceso de producción y el uso de los productos finales.

• El espacio es también ocupado con infraestructuras, viviendas, equipamientos …

reduciendo así las superficies de ecosistemas productivos.

Aunque este indicador integra múltiples impactos, hay que tener en cuenta entre otros, los

siguientes aspectos que subestiman el impacto ambiental real:

• No quedan contabilizados algunos impactos, especialmente de carácter cualitativo,

como son las contaminaciones del suelo, del agua, y la atmosférica (a excepción

del CO2), la erosión, la pérdida de biodiversidad o la degradación del paisaje.

• Se asume que las prácticas en los sectores agrícola, ganadero y forestal son

sostenibles, es decir, que la productividad del suelo no disminuye con el tiempo.

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• No se tiene en consideración el impacto asociado al uso del agua, a excepción de la

ocupación directa del suelo por embalses e infraestructuras hidráulicas y la energía

asociada a la gestión del ciclo del agua.

• Como criterio general se procura no contabilizar aquellos aspectos para los que

existan dudas sobre la calidad del cálculo. A este respecto, también se tiende

siempre a elegir la opción más prudente a la hora de obtener resultados.

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Bibliografía

Aguilar, E. L. (2011). Ecología y Medio ambiente. Mexico: Santillana.

Ambiente, M. d. (s.f.). Huella Ecológica. Obtenido de Huella Ecológica: http://huella-

ecologica.ambiente.gob.ec/

Ecología y Medio Ambiente. (2008). Mexico .

Gudynas, E. (2004). Ecología, Economía y Etica del Desarrollo Sostenible. Montevideo -

Uruguay.

Malacalza, L. (2002). Ecología General. Buenos Aires, Argentina.

Malacalza, L. (2013). Ecología y Ambiente. La Plata, Argentina.

Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino y Agencia de Ecología Urbana

de BArcelona. (s.f.). Libro verde de Medio Ambiente Urbano. Barcelona.

Montahud, J. S. (2007). Ecología: Conceptos y Aplicaciones. Ecosistemas, 3.

Orrego, D. R. (s.f.). Bioindicadores y Biomarcadores de contaminación Ambiental.

Instituto de Investigaciones Oceanológicas, (pág. 35). Chile. Obtenido de Eula.

Rodríguez, S. M. (2011). Ecología de poblaciones aplicada al manejo de Fauna

Silvestre. Mexico: Instituro Literario de Veracruz S.C.

Sinaloa, U. A. (2011 ). Ecología y Educación Ambiental. México.