Mecanismo de transferencia de energía y flujo de materia en la atmósfera

Suelo

Parte más superficial de la corteza continental. Sustenta la vegetación y constituye el sustrato material de los ecosistemas continentales. Se forma y evoluciona por las interacciones entre sistemas terrestres.

Se forma por edafogénesis:

1 Meteorización del sustrato rocoso

Sobre la roca desnuda actúan agentes climáticos que la disgregan formando el regolito.

2 Colonización

Regolito es colonizado por los primeros seres vivos que alteran más el suelo.

3 Progresión de la alteración y aumento del espesor del suelo

Gracias a los seres vivos, el suelo se hace apoto para la germinación de plantas.

4 Profundización y estructuración

Las raíces penetran las grietas y ayudan a disgregar la roca. Constitución del perfil con sus horizontes.

Factores que intervienen en la formación del suelo: El tiempo, el clima, la roca madre, los organismos, el relieve y acción antrópica.

Horizontes

O: Materia orgánica en descomposición. A: Lixiviación. B: Precipitación. C: Materiales alterados de la roca madre.

Desertización

Pérdida de productividad:
Impactos provocan que el suelo quede impregnado de sustancias nocivas para seres vivos dificultando el cultivo.

Pérdidas económicas:
Pérdida de productividad conlleva la disminución de cosechas, pastizales.. Que empobrece a la población.

Pérdida de vidas humanas:
Escasez de alimentos ocasiona hambrunas, acompañadas de pérdidas humanas.

Riesgo de desertización: Degradación de tierras de zonas áridas, semiáridas por variaciones climáticas y actividades humanas: Sequía, Salinización y anegamiento, Sobreexplotación de acuíferos. Desertización es un riesgo global.

Sostenibilidad

Medidas conservación (prevención) y medidas de recuperación.

Autorregulación

La biocenosis y las poblaciones (biotopo y hábitat) tienen relaciones con el medio físico, intraespecíficas (misma población) e interespecíficas (distintas). Estas interacciones dan la autorregulación. Cuanto más complejos el sistema, más precisó serán autorregulación.  Perturbaciones: acción humana, resta complejidad al sistema.

Poblaciones:

misma especie que comparten hábitat y se reproducen entre ellos. Los genes de todos los individuos tienen una fuente en común: el pool génico, y su área de distribución. La abundancia es el número total inhibidos de la población. Densidad: número de individuos por unidad de superficie. 
Patrones de supervivencia: 

Patrón 1

Alta supervivencia crías. 

Patrón 2

Tasa de supervivencia constantes. 

Patrón 3:

alta mortalidad en crías.

Autorregulación:

Tasa de natalidad:

Número de nacimientos que se producen en un año por cada individuo de la población.

Tasa de mortalidad:

número de fallecimientos que se producen por cada individuo de la población en un año.

Potencial biótico (r)

Diferencia entre las tasas de natalidad inmortalidad. Máxima capacidad para reproducirse en condiciones óptimas.

Crecimiento exponencial:

el crecimiento aumenta porque (r) Es constante. Debido a ambientes favorables o densidades de población bajas.

Crecimiento logístico:

Resistencia ambiental: factores ambientales que impiden que una población crezca según su potencial biótico. El tamaño de la población en el que el crecimiento se detiene se denomina capacidad de carga (k) Que es el número de individuos de una población que puede mantener el ambiente.

Estrategias reproductivas:

De la r:

Es la de crecimiento exponencial: elevada tasa de natalidad, ciclos vitales cortos, especies oportunistas de ambientes inestables, colonización, supervivencia baja de crías..

De la k:

Es la del crecimiento logístico. Potencial biótico menor pero Lo mantienen en grandes densidades, Baja tasa de natalidad, proporcionan muchos cuidados, supervivencia alta, especialistas: gran eficiencia De uso para ciertos recursos. Ambientes estables. 

Factores abióticos que influyen el crecimiento
: 

Intervalo óptimo

Crecimiento de la población máximo. 

Intervalo de tolerancia, definido por sus limites inferior superior.

Valencia ecológica

Intervalo de tolerancia de una especie para terminar fasto. Según su Valencia ecológica, las especies se clasifican en dos grupos:

Estenoicas:

baja Valencia ecológica (k). Valores máximo y mínimo de tolerancia muy próximos. 

Eurioicas:

Elevada Valencia ecológica, amplios márgenes de tolerancia (r) especies menos exigentes. 

Composición química del medio:

Nutrientes:

factores limitantes en el crecimiento de las poblaciones.

El exceso de sales:

un problema para la distribución de las poblaciones de plantas. Los que toleran grandes variaciones de salinidad son eurohalinos. Los que son más exigentes son externohalinos.

Temperatura

las especies más tolerantes son las euritérmicas. Las especies menos tolerantes son las esternotérmicas. Es difícil la vida temperaturas cercanas a la congelación y ebullición. Los animales se clasifican según su forma de regular la temperatura en dos grupos: 
endotérmicos, que regular su temperatura con independencia del ambiente ya que generan calor con su metabolismo. 
Ectotérmicos: Obtienen calor del aire del agua.

Relaciones hídricas:

Las posibilidades de supervivencia en organismos dependen de su balance hídrico. 

Falta de agua:

muchas plantas responden a la escasez de agua con un mayor desarrollo de su sistema radicular. Evaporación excesiva: en los climas más húmedos las plantas pueden producir hojas con muchos estomas.

Relaciones intraespecíficas:

individuos de la misma especie: comportamiento social, competencia intraespecífica y territorialidad.

Relaciones interespecíficas:

individuos de diferentes especies. Competencia por un alimento, por luz, lugar donde anidar, ocupación del territorio por organismos sésiles.

Nicho ecológico:

conjunto de factores ambientales que influyen en el crecimiento, supervivencia y reproducción de una especie.

Otras relaciones interespecíficas:

depredación, parasitismo, comensalismo y mutualismo.

Sucesiones ecológicas:
cambio gradual en una comunidad tras aparecer un nuevo sustrato o después de una perturbación. 

Sucesión primaria:

se inicia en un sustrato nuevo nunca colonizado significativamente. 

Sucesión secundaria:

se desencadena tras una perturbación que elimina la vegetación pero no el suelo.
Son procesos lentos donde se suceden comunidades, cada vez más complejas: serie evolutiva. Cada comunidad se llama etapa serial.
El clímax es la comunidad que acaba la sucesión y es muy estable. 

Etapas:

1. Pastizal anual

inician la serie Especies oportunistas. El suelo es muy delgado y los musgos y los terofitos ayudan a formar capas más gruesas de suelo.

2. pastizal vivaz

colonización del terreno por plantas herbáceas vivaces o perennes.

3. matorrales

Los suelos todavía son delgados pero van creciendo pequeños arbustos.

4. bosque

Se configura el Sotobosque que está constituido por especies esciófilas. El territorio ocupado por la tapa clímax recibe el nombre de dominio climático.

Regresiones y cambios:

a medida que avanza la sucesión, María los nichos y la diversidad ecológica. La diversidad va aumentando. El sistema va a ser más complejo y con más capacidad de autorregulación.

Biosfera:

Conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la tierra. • Ecosfera: es el conjunto formado por todos los ecosistemas de la tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario. • Sistema ABIERTO: ya que intercambia materia y energía con el medio.

ECOSITEMA = Comunidad o BIOCENOSIS + BIOTOPO

Comunidad:

Conjunto de poblaciones que comparten una zona geográfica y sus interacciones: componentes bióticos

Biotopo:

Lugar físico que ocupa la biocenosis. Se caracteriza por unos parámetros fco-qucos: componentes abióticos: Humedad, Tª, Gases, Nutrientes, Salinidad, Tipo de suelo…

Población:

Conjunto de individuos de la misma especie que viven en una zona y que pueden reproducirse entre sí y tener descendecia fértil.

Estructura y funcionamiento de un ecosistema:

flujo de energía y circulación de materia.

Biomas:

Diferentes ecosistemas que hay en la Tierra. Cada bioma posee una flora carácterística y una fauna asociada a ella.

Relaciones tróficas:

• Representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. •Se representan mediante cadenas tróficas. Unen mediante flechas los niveles tróficos (posición que ocupan los distintos seres vivos en el ecosistema).

Niveles tróficos:

Productores: Fotosintéticos (Fotótrofos) o Quimiosintéticos (Quimiolitótrofos)

Toman nutrientes inorgánicos del agua, del suelo o del aire y los incorporan como materia orgánica

Consumidores: Toman nutrientes orgánicos de otros seres vivos

Descomponedores:

Transforman la materia orgánica en sustancias inorgánicas que quedan de nuevo disponibles para los productores.

LA REGLA DEL 10%:

Sólo el 10 % de la energía almacenada en un nivel trófico es utilizada en el siguiente. Esto exige que el número de eslabones en una cadena trófica no sea muy elevado. Y que los últimos eslabones sean menos numerosos que los primeros.

BIOMASA:

• Cantidad de energía fijada como materia orgánica viva o muerta en un nivel trófico o en un ecosistema.

Producción:

Cantidad de energía acumulada como materia orgánica por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo.

Producción primaria:

Cantidad de energía capturada por los productores por unidad de superficie o volumen (biomasa sintetizada por los autótrofos) por unidad de tiempo. Dos tipos:

• Producción primaria bruta (PPB)

Cantidad total de materia orgánica sintetizada. NO representa el alimento para los consumidores. PPB=PPN+R.

• Producción primaria neta (PPN):

Materia orgánica que queda disponible para los consumidores (tras descontar la biomasa que los organismos consumen en la respiración). PPN=PPB-R.

Producción secundaria:

Cantidad de energía capturada (asimilada) por el resto de los niveles tróficos por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo. Dos tipos:

• Producción secundaria bruta (PSB):

Alimento asimilado del total consumido. NO representa el alimento para los consumidores. PSB=PSN+R.

• Producción secundaria neta (PSN):

Energía que queda a disposición de los siguientes niveles tróficos. PSN=PSB-R.

Productividad (p) o tasa de renovación:

Representa la relación entre la producción neta (P) y la biomasa (B) expresada en porcentaje por unidad de tiempo. Es la velocidad a la que se renueva la biomasa. Productividad (p) = Producción neta (P) / Biomasa (B)

Factores que limitan la producción primaria:

1. La luz:

Si aumenta la intensidad aumenta la producción primaria. Hasta un límite.

2. Concentración de CO2:

Si es baja es un factor limitante.

3. Nutrientes:

Nitrógeno y fósforo: Nutrientes necesarios para la síntesis de materia orgánica. Fósforo retenido en el sedimento (inmovilizado).

4. Temperatura

las elevadas temperaturas provocan un crecimiento más rápido. Hasta un límite: desnaturalización de proteínas que intervienen en la fotosíntesis.

Ciclo del carbono:

El carbón es abundante la atmósfera.
El carbón es utilizado por autótrofos y devuelto la atmósfera. También se dan emisiones de carbono en erupciones volcánicas. En la hidrosfera se diferencia una zona superficial oxigenada y otra profunda. No más interesante es la anaerobia, la profunda, ya que se forman ácidos orgánicos.
Cuando la concentración de ácidos es muy alta las bacterias producen carbono, formando fangos de carbón y petróleo. La combustión de esos combustibles hace que el carbono vuelva la atmósfera. También hay carbono en Rocas.
En la atmósfera hay CH4, CO2.. Que por fotosíntesis llega a la biosfera, donde hay biomoléculas, conchas… Y por respiración y combustión vuelven a la atmósfera. De la biosfera por respiración y bacterias, el C llega a la hidrosfera, donde hay CO2, CH4, sedimentos.. Y de la hidrosfera por Fotosíntesis vuelve a la biosfera.
La hidrosfera transfiere a la atmósfera carbono a través de difusión, y la atmósfera a la hidrosfera por disolución. La hidrosfera por precipitación transfiere carbono la geosfera, donde hay rocas sedimentarias, combustibles fósiles… Y la geosfera se lo devuelve a la hidrosfera por disolución. Por último la geosfera emite carbono la atmósfera por actividad volcánica y la atmósfera a la geosfera por meteorización.

Ciclo de nitrógeno:

 elemento primario que forma parte las proteínas y ácidos nucleicos. En forma de N2 En la atmósfera, pero no puede ser captado por las plantas. El almacén del nitrógeno son las rocas de la litosfera.
La nitrificación aporta al suelo nitratos, cerrando el ciclo, gracias Las baterías nitrificantes oxidan el amoniaco en nitrato.Las bacterias desnitrificantes empobrecen el suelo desprendiendo nitrógeno, transformando nitratos a nitritos y nitritos a nitrógeno molecular que se desprende la atmósfera. 

La atmósfera, con NO3, NH3 y N2 Transfiere nitrógeno a la biosfera por fijación bacteriana, y la biosfera lo transfiere a la atmósfera por desnitrificación.

La biosfera, (bioelementos, aminoácidos y ácidos nucleicos), envían nitrógeno por putrefacción a la hidrosfera, y la hidrosfera lo devuelve por asimilación y fotosíntesis. A su vez, envía nitrógeno a la geosfera por precipitación, y esta ésta los devuelve por disolución a la hidrosfera y también a la biosfera.
Por último la Geosfera desprende nitrógeno por actividad volcánica que llegar a la atmósfera, y la atmósfera por disolución envía nitrógeno a la hidrosfera.
Ciclo del azufre. Se encuentra en la atmósfera en forma de SOx o H2S. Llega a la atmósfera por combustión de combustibles fósiles, erupciones… Y llega de la atmósfera con precipitaciones, lluvia ácida. Las plantas, bacterias y hongos los captan para formar aminoácidos. En la geosfera se encuentran En yesos.
Antrópicamente, se libera mucho azufrar atmósfera y a la hidrosfera por la industria del carbón.
De la atmósfera se transfiere azufre a la biosfera por combustión de combustibles fósiles. La biosfera lo transfiere a la hidrosfera por descomposición y excreción, también por la minería. La biosfera lo devuelve la biosfera por fotosíntesis y a su vez lo envía a la geosfera
Por precipitación, y ésta lo devuelve a la hidrosfera por disolución y a la atmósfera por actividad volcánica. La hidrosfera transfiere azufre a la atmósfera por escape y la atmósfera a la hidrosfera por disolución en agua de lluvia.

Ciclo del fósforo

En la biosfera las plantas lo captan como fosfato. El fitoplancton introduce el fósforo en la fotosíntesis. En la hidrosfera es escaso y están las profundidades aflorando por corrientes.(caladeros).

En la Geosfera, principal almacén, forma fosfatos cálcicos. Se moviliza por meteorización lentamente. Es un factor limitante de la producción primaria. Al no estar graciosamente, no se encuentra en la atmósfera. 
En la biosfera, (biomoléculas, ATP, esqueletos y guano), Se transfiere fósforo por descomposición a hidrosfera, (PO4, HPO4, H2PO) y la hidrosfera lo transfiere a la biosfera por absorción Ir a la geosfera (Rocas sedimentarias y volcánicas) por precipitación. De la Geosfera pasan a la hidrosfera por disolución y meteorización.

Factor limitante:

el que limita el crecimiento de una población o su distribución. Principales factores limitantes de la producción primaria: Humedad, Temperatura, Falta de nutrientes y Ausencia de luz.

Pirámides tróficas:

Representan las relaciones tróficas de un ecosistema.

Pirámides de números:

los escalones son proporcionales al número de individuos por unidad de superficie volumen. Si el tamaño de los productores es muy pequeño y el de los herbívoros grande, se necesitará un número elevado de productores, y si es al revés, los productores podrán ser menos.

Pirámides de biomasa:

los escalones son proporcionales al peso seco de todos los individuos de cada nivel por unidad de superficie volumen. Describe mejor las relaciones tróficas porque indica la cantidad de materia orgánica que puede servir de alimento en cada nivel trófico, pero no expresa la cantidad que se transfiere de uno otro. 

Pirámides de energía de producción:

la longitud de los escalones son proporcionales a la energía producida por unidad de tiempo de todos los individuos de cada nivel trófico por unidad de superficie o volumen.
Proporcionan una mejor visión de conjunto de relaciones tróficas de los ecosistemas, ya que se ve la energía que pasa de un nivel trófico a otro superior a través de la cadena de alimentos. Nunca son invertidas y no presentan variaciones estacionales.
Ej:
Hierba, conejos, zorro, Angela. 
Ej:
Rosales, pulgón, Mariquitas, gorriones.

Factores limitantes de producción primaria

Ley de mínimo:

el crecimiento de una especie vegetal se puede ver limitado por un único elemento que están una cantidad menor necesaria: factor limitante. La temperatura y La humedad.
Con mayor temperatura y agua se producirá más energía de los primarios.
El fósforo es el principal factor limitante, dificultad para que vuelva los siglos. La luz importante pero no en exceso.

Atmósfera

Entre el Ecuador y 30º de latitud, Norte y Sur, se sitúan las CÉLULAS DE HADLEY.
Es una ZONA DE BAJAS PRESIONES, ( Borrascas), a ambos lados del Ecuador. Se llama ZCIT, ZONA DE CONVERGENCIA INTERTROPICAL.
El aire caliente del Ecuador, asciende y se desplaza al Norte y Sur, formando los VIENTOS CONTRAALISIOS.
Esto produce gran cantidad de nubes y de precipitaciones en el Ecuador durante todo el año. Este aire que asciende se va enfriando y desciende, circulando por la superficie desde los Trópicos hacia el Ecuador, de Este a Oeste. Son los VIENTOS ALISIOS.

Entre los 20 y 40º de latitud, (Norte y Sur), se localizan las zonas tropicales, en donde confluyen las CÉLULAS DE HADLEY Y FERREL.
Allí se producen ALTAS PRESIONES, ( anticiclones), por lo que son zonas de escasas precipitaciones, en estos lugares se localizan muchos desiertos cálidos del planeta. Esta zona se llama Cinturón SUBTROPICAL DE ALTAS PRESIONES O Cinturón ANTICICLÓNICO SUBTROPICAL.
Del aire que desciende, una parte se dirige al Ecuador, para formar los VIENTOS ALISIOS, o hacia los polos, para formar los VIENTOS DEL OESTE, WESTLIES, O VIENTOS OCCIDENTALES.
Estos vientos circulan de Oeste a Este.

Alrededor de los 60º de latitud confluyen las CÉLULAS DE FERREL Y POLAR, en la llamada ZONA TEMPLADA.
Se produce una zona de BAJAS PRESIONES, ( borrascas), por lo que se producen muchas nubes y precipitaciones. Se llama ZONA DE BORRASCAS SUBÁRTICA O SUBANTÁRTICA.
Aquí el proceso de enfriamiento del aire es diferente de los procesos adiabáticos, ya que el aire polar es muy frío y se producen rozamientos con el aire caliente de los trópicos. Se producen borrascas ascendentes de movimientos circulares que se desplazan de OESTE A ESTE, alternándose con situaciones anticiclónicas más breves.