Ciclos Biogeoquímicos: Carbono y Nitrógeno
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología
Escrito el en 
español con un tamaño de 6,79 KB
Ciclos Biogeoquímicos
Biomasa y Producción
Biomasa (B): es la cantidad en peso de materia orgánica viva de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema. En la biomasa se almacenan grandes cantidades de energía química en los enlaces químicos que unen los compuestos orgánicos. En forma de biomasa es como se transfiere la energía de unos niveles a otros.
Producción (P): representa la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. Se puede calcular de las siguientes formas:
- Producción primaria: es la energía luminosa transformada en materia orgánica mediante la fotosíntesis.
- Producción secundaria: se refiere al almacenamiento de la energía en los heterótrofos, es decir, en el resto de niveles.
Hay que diferenciar entre:
Producción primaria bruta (Pb): es la cantidad de energía fijada en cada nivel trófico por unidad de tiempo.
- Productores: representará el total fotosintetizado por día o año.
- Consumidores: corresponderá a la cantidad de alimento asimilado respecto al total ingerido.
Producción primaria neta (Pn): es la energía almacenada en cada nivel por unidad de tiempo. Representa el aumento de la biomasa por unidad de tiempo. Energía que queda después de descontar la respiración.
Pn = Pb - R
Productividad: es la tasa de renovación que existe entre la producción neta y la biomasa. Representa la velocidad con que se renueva la biomasa. Pn/B
Tiempo de renovación: es el periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. B/Pn
Eficiencia: representa el rendimiento de un nivel trófico salidas/entradas.
- La eficiencia de los productores se calcula mediante la relación energía asimilada/energía incidente.
- Si calculamos Pn/Pb es la cantidad de energía incorporada a cada nivel respecto del total asimilado.
- La rentabilidad de los consumidores se valora en función Pn/alimento ingerido.
Eficiencia ecológica: es la fracción de la producción neta de un nivel que se convierte en producción neta del nivel siguiente: (PN/PN del nivel anterior) · 100
El ciclo del Carbono
Ciclo biológico
La biosfera controla los intercambios de carbono con la atmósfera. Mediante la fotosíntesis el carbono es retenido y mediante la respiración es devuelto.
Ciclo biogeoquímico
Controla las transferencias de CO2 entre la biosfera y los demás subsistemas.
Paso de CO2 de la atmósfera a la litosfera
Controla la transferencia de CO2 entre la atmósfera, los océanos y la tierra.
El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico, que ataca a los carbonatos y silicatos con la producción de iones y sílice disuelta según la siguiente reacción:
Al llegar al mar, los animales transforman el bicarbonato y los iones de calcio en carbonato para incorporarlo a sus tejidos endurecidos.
En las rocas carbonatadas 1 y 3 uno de los bicarbonatos formará parte del esqueleto cálcico de organismos marinos. El otro se transformará en CO2, que escapará a la atmósfera.
Las rocas silicatadas 2 y 3 que han requerido dos moléculas de CO2, solo devuelven a la atmosfera la mitad de lo sustraído.
Retorno de CO2 a la atmósfera
La liberación de CO2 que escapa hacia la atmósfera durante las erupciones volcánicas.
Sumideros fósiles
La materia orgánica de la biosfera puede quedar sepultada fuera del contacto con el O2 por lo que sufre un proceso de fermentación que la transforma en carbón y petróleo, lo que supone una rebaja neta de sus niveles atmosféricos.
*El ciclo del oxígeno transcurre en paralelo y en sentido contrario al ciclo del carbono.
El ciclo del Nitrógeno
El nitrógeno es necesario para los seres vivos, ya que es un elemento constituyente de los aminoácidos de las proteínas.
En la atmosfera es el componente mayoritario (78% del aire). La mayor parte del nitrógeno atmosférico se encuentra en forma inerte, por lo que resulta inaccesible para la mayoría de los seres vivos.
Existen componentes atmosféricos nitrogenados que se mueven con mayor facilidad como el NH3 que procede de las emanaciones volcánicas, o de la putrefacción; NO, N2O Y NO2 se forman espontáneamente a partir del N2 durante las tormentas eléctricas (fijación atmosférica) o enviados hacia la atmosfera en las erupciones volcánicas.
Los NOX reaccionan con el agua formando ácido nítrico, que cae con la lluvia. Existen microorganismos capaces de captarlo directamente de la atmósfera (fijación biológica). Estos microorganismos transforman la forma inerte del N2 en otra aprovechable por las plantas.
Otros procesos de nitrificación
Las bacterias nitrificantes son descomponedores capaces de transformar el NH3 resultante de los procesos de putrefacción en nitratos asimilables por las plantas según las reacciones de nitrificación:
La reacción de nitrificación consiste en oxidaciones llevadas a cabo, en dos pasos, por dos tipos de bacterias: las Nitrosomonas, que transforman el amoniaco en nitritos, y las Nitrobacter, que transforman los nitritos en nitratos aprovechables por las plantas como abono.
También existen unas bacterias desnitrificantes que transforman los nitratos en N2 que se pierde hacia la atmosfera.
Algunas intervenciones humanas en el ciclo del nitrógeno
a) Los procesos de combustión a altas temperaturas: entre el aire cargado con oxígeno y nitrógeno en la cámara de combustión de los motores, y ambos reaccionan formando moléculas de NO2 que liberan a la atmosfera. Allí forman ácido nítrico que cae con la lluvia, dando lugar a la lluvia ácida que eleva la cantidad de nitratos.
b) La fijación industrial: del nitrógeno atmosférico para convertirlo en amoniaco y fertilizantes.
c) El abonado excesivo: de los cultivos que provoca una liberación de N2O que contribuye al incremento del efecto invernadero.
El nitrato: es uno de los contaminantes más frecuentes de las aguas subterráneas en las zonas rurales debido al abonado excesivo, a las fugas de las fosas sépticas y a los lixiviados procedentes de los estercoleros.