UNIDAD II. Estructura y dinámica del ambiente, la energía en los

UNIDAD II. Estructura y dinámica del ambiente, la energía en los

INGENIERIA AMBIENTAL
UNIDAD II. Estructura y dinámica del ambiente, la
energía en los ecosistemas. Transferencia de energía
y de materia en el ecosistema.
EL AMBIENTE
El AMBIENTE es el mundo exterior que rodea a todo ser viviente y que
determina su existencia. Todos los seres vivos, inclusive los humanos,
son parte del ambiente y lo necesitan para vivir. El ambiente se suele
denominar también como entorno o naturaleza.
TERMINOS BASICOS
El AMBIENTE es el mundo exterior que rodea a todo ser viviente y que determina su
existencia. Todos los seres vivos, inclusive los humanos, son parte del ambiente y lo
necesitan para vivir. El ambiente se suele denominar también como entorno o naturaleza.
Un ECOSISTEMA está formado por todos los animales,
plantas vivas, y los materiales no vivientes en un
determinado lugar como un bosque o lago. Todos los
seres vivos en un ecosistema dependen de otros seres
–vivos o no vivos- para su supervivencia continua, para
su suplemento de comida y otras necesidades.
MEDIO AMBIENTE: Es el conjunto de componentes físicos,
químicos, biológicos y sociales capaces de producir efectos
directos e indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los
seres vivos y las actividades de los humanos
FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS DEL MEDIO AMBIENTE
ABIOTICO: Lo comprende todos los fenómenos físicos (presión
atmosférica, lluvia, aire, suelo, etc.) y químicos ( componentes de la rocas,
minerales, salinidad del agua, etc.) que afectan a los organismos.
BIOTICO: Comprende todos los seres vivos existentes en un ecosistema, y
las interrelaciones que se forman entre ellos, plantas, animales (incluido el
hombre) y microorganismo.
ECOSISTEMA
Es la unidad natural de partes bióticas y abióticas,
con interacciones mutuas que producen un sistema estable con intercambio constante
de materia y energía,
que conduce a:
· Una estructura de dependencia alimenticia o trófica: cadenas y redes tróficas.
· Una diversidad de seres vivos o biótica: caracterizado por la diversidad de especies y
la variabilidad de las mismas.
· Ciclos de intercambio de materiales entre las partes vivas: Compartimiento biótico
o vivo) e inertes (compartimiento físico).
Objetivo II. La energía en los ecosistemas: Definición de Energía, Leyes de la termodinámica, La
dinámica atmosférica y balance térmico terrestre.
Energía: Capacidad de producir trabajo o de transferir calor
La energía atraviesa los ecosistemas y durante este proceso establece cierto orden.
Cuanto mayor sea la complejidad organizativa de un organismo, población o
ecosistema, mayor será la cantidad de energía necesaria para mantener en sistema.
Leyes de la termodinámica
Primera Ley
“La Energía no se crea ni se
destruye solo se transforma”
Leyes de la termodinámica
Segunda Ley
Entropía: Incapacidad para producir trabajo
“Cuando un sistema alcanza su
entropía máxima no puede
realizar ningún trabajo”
Energía cinética este en equilibrio
Energía cinética es la energía propia del movimiento de los seres
vivos
El ambiente como sistema y sus interrelaciones
NIVELES TRÓFICOS La energía fluye a través de la biosfera secuencialmente y de un
organismo a otro. Esta secuencia de relaciones alimenticias se conoce como cadena
alimenticia. En cada una de estas etapas la energía se transforma parcialmente en calor y
sale del sistema. Las secuencias alimenticias no son aisladas, sino que se entrelazan para
constituir relaciones alimenticias complejas conocidas como redes alimenticias.
El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando
los autótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado
herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o
consumidor secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de
herbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente.
Ciclos
Agua
Nitrógeno
Carbono
Fósforo
Oxigeno
RELACIÓN ENTRE ECOSISTEMAS, FLUJO DE ENERGÍA Y CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
La materia circula desde el mundo vivo hacia el ambiente abiótico y de regreso; esa circulación
constituye los ciclos biogeoquímicos.
Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio
ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y
otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.
La tierra es un sistema
cerrado donde no
entra ni sale materia.
Las
sustancias
utilizadas
por
los
organismos no se
"pierden"
aunque
pueden llegar a sitios
donde
resultan
inaccesibles para los
organismos por un
largo período. Sin
embargo, casi siempre
la materia se reutiliza y
a
menudo
circula
varias veces, tanto
dentro
de
los
ecosistemas
como
fuera de ellos.
Energía
solar
Ciclo del
agua
Ciclo del
oxigeno
Ciclo del
nitrógeno
Ciclo del
carbono
Ciclo del
fosforo
Calor en el ambiente
Calor
Calor
Calor
EL CICLO DEL OXIGENO es una cadena de reacciones y proceso que
describen una circulación del oxigeno de la biomasa terrestre. Al respirar los
animales , a nosotros lo seres humanos tomamos del aire el oxigeno de las
plantas se producen y luego exhalamos gas carbónico y las plantas a su vez
toman el gas carbónico que los intercambian oxigeno y gas carbónico todo el
tiempo.
Capa de ozono
Oxigeno en la atmosfera, agua y otros compuestos
químicos
Oxigeno en agua y bióxido de
carbono
Cadenas alimenticias
Las cadenas alimenticias o tróficas representan una secuencia de
organismos de "quién come a quién", en la que cada organismo se
alimenta del anterior y es consumido por el siguiente.
La secuencia se representa con flechas que comienzan en el organismo
que sirve de alimento y apuntan a quien lo consume.
Redes alimentarias
En un ecosistema no existen cadenas alimenticias
aisladas, sino varias cadenas que se entrecruzan
formando redes alimenticias.
esto se debe a que un animal herbívoro come
diversas plantas y un carnívoro se alimenta de
varios animales.
Es muy común que las cadenas alimenticias se
mezclen unas con otras, formando grandes redes.
INTERACCIÓN ENTRE LOS ORGANISMOS
•POR ANTAGONISMO
Competencia: es la interacción entre individuos de la misma
especie (competencia intraespecifica), que utilizan el mismo
recurso y existen en cantidades limitadas. En general es la lucha
de dos individuos por obtener un recurso o bien escaso, haciendo
uso de sus habilidades; entre los recursos por los que los
organismos luchan están: pareja, alimento, espacio, agua, sitio de
apareamiento, etc
Depredación: es la interacción entre individuos en la cual un
organismo capture a otro organismo vivo con fines alimenticios. La
depredación es la ingestión de organismos vivos, incluidas la de
las plantas por animales, animal con animal, y planta con animal,
y hongos.
•POR SIMBIOSIS
Comensalismo: es la relación entre dos
especies en la cual uno se beneficia y el
otro ni se beneficia ni se perjudica
Mutualismo es la relación entre dos
especies en las cuales ambas se
benefician
Parasitismo: es una asociación o relación
entre dos organismos o especies en el
cual una se beneficia y la otra se
perjudica.
Pirámides alimenticias: :Es la representación grafica de las relaciones cuantitativas de números
de organismos, biomasa o flujo de energía entre los niveles tróficos de un ecosistema. A raíz de
las grandes cantidades de energía y biomasa que se disipan en cada nivel trófico, estos
diagramas casi siempre adoptan la forma de pirámides.
Numéricas: son aquellas en las
que se representan un determinado
número de organismos por cada
nivel trófico.
De biomasa: es la representación
grafica del peso total de todos los
organismos o de algún grupo de
ellos.
* De flujo de energía: es la
representación grafica de la
transferencia de energía en una
cadena alimenticia
por cada nivel trófico
Tipos de pirámides alimenticias
LA PRODUCTIVIDAD es una característica de las poblaciones que sirve también como índice importante para
definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies, cuando
interesa su aprovechamiento económico, o de un medio en general.
Las plantas, como organismos autótrofos, tienen la capacidad de sintetizar su propia masa corporal a partir de los
elementos y compuestos inorgánicos del medio, en presencia de agua como vehículo de las reacciones y con la
intervención de la luz solar como aporte energético para éstas. El resultado de esta actividad, es decir los tejidos
vegetales, constituyen la producción primaria.
Relación entre el aprovechamiento de la energía y la productividad
Energía almacenada en las
plantas
Productividad
primaria neta
Productividad primaria
Energía captada por la
fotosíntesis
Productividad primaria bruta
Temperatura
Productividad primaria
Nivel de
Precipitaciones
Temperatura calida
Demanda de
agua
Temperatura Alta y
Baja disponibilidad
de agua hay baja
productividad
Productividad primaria
varia con el tiempo
Productividad primaria
limita la producción
secundaria
Jóvenes (herbáceas o
arbustos) mayor productividad
Edad de los ecosistemas
Avanzados en etapas
sucesionales (leñosas) menor
productividad
La productividad primaria
neta es la energía para
los heterótrofos
Excrementos
Metabolismo
Mantenimiento ( captura o
recolección de alimentos,
movimiento muscular)
La Energía sobrante del mantenimiento y la respiración, va a la producción de tejidos y de
nuevos individuos, Esta energía neta de producción se denomina PRODUCCION SECUNDARIA
Ecosistemas acuáticos
Los ecosistemas acuáticos comprenden todas las zonas de la
Tierra cubiertas por el agua, océanos, mares, ríos, lagos, etc.
Pueden dividirse según la salinidad del agua en:
Ecosistemas de agua salada: mares y océanos.
Ecosistemas de agua dulce: ríos, lagos, lagunas, charcas.
La vida en el mar
Los mares y océanos constituyen un enorme ecosistema acuático que cubre más
de un 70 % de la superficie del planeta.
El agua marina se caracteriza por contener una gran cantidad de sales en disolución
(35 g de sales por cada litro de agua).
Los océanos y mares pueden dividirse horizontalmente en dos zonas:
Zona litoral: se extiende desde la línea de costa hasta el límite de la plataforma continental.
Zona oceánica: una extensísima región que se da desde la plataforma continental
en adelante.
Puede dividirse verticalmente en dos tramos: la zona fótica, con luz, que llega tan solo hasta
los 200 m de profundidad, y la afótica, sin luz. Esta zona, a su vez, puede subdividirse en
zona batial, de 200 a 3.000 m de profundidad y zona abisal, desde los 3.000 m hasta los
fondos oceánicos más profundos.
¿
?
Sabías que…
La profundidad media de los
océanos es de 4.000 m, pero
en las fosas del océano Pacífico
se llegan a alcanzar los
11.000 m de profundidad.
La zona litoral
Es una zona de aguas poco profundas y bien iluminadas con una gran riqueza
de seres vivos que, como en cualquier ecosistema, pueden agruparse por niveles
tróficos
Productores: incluyen los diminutos organismos del fitoplancton, que flotan en
el agua, y las algas y plantas superiores, que viven fijas al fondo.
Consumidores primarios: están representados por los peces herbívoros, gasterópodos,
bivalvos, pequeños crustáceos, etc.
Consumidores secundarios: este grupo incluye los peces carnívoros, las estrellas
y los erizos de mar, los pulpos, los calamares, etc.
Descomponedores: en el medio marino no hay hongos; los principales descomponedores
son las bacterias.
La vida en la zona litoral.
La zona oceánica
Los únicos productores de la zona oceánica, el fitoplancton, se encuentran en por
encima de los 200 m de profundidad, en la zona fótica. Estos microorganismos
fotosintéticos son el inicio de todas las cadenas tróficas oceánicas.
En la zona afótica, debido a la falta de luz solar, solo puede haber consumidores, que
dependen de los productores de la superficie para vivir. La mayor parte de estos
consumidores son buenos nadadores, peces óseos y cartilaginosos que pueden
llegar a tener tamaños muy grandes (como el tiburón ballena, que puede medir
15 m de longitud), cetáceos, calamares, etc.
A partir de los 3.000 m de profundidad, en la zona abisal, viven seres de apariencia
extraña adaptados a la oscuridad más absoluta y a soportar una presión muy alta
y temperaturas que rondan los 0 ºC.
Fondo abisal.
LA VIDA EN LOS RÍOS El agua de los ríos es agua dulce, contiene menos de 1 gramo por
litro de sal, y está en continuo movimiento hacia el mar. A lo largo del curso de los ríos se
dan tres zonas o tramos con características ambientales distintas.
Tramo alto: la pendiente del cauce
es muy pronunciada y el agua
desciende a gran velocidad. Todos
los organismos que viven en este
tramo están adaptados a la intensa
corriente. Los productores son algas
que se adhieren fuertemente a las
rocas. Los peces son potentes
nadadores, como las truchas. Entre
los invertebrados abundan las larvas
de insectos que tienen ventosas y
ganchos que les permiten fijarse al
suelo y no ser arrastradas por la
corriente.
Tramo medio: las aguas circulan
más despacio porque la pendiente
disminuye. Hay un mayor número
de especies tanto vegetales como
animales.
Los
peces
más
abundantes son los barbos y las
carpas. La vegetación que crece en
las orillas aporta materia orgánica al
río.
Tramo bajo: la circulación del agua es lenta el cauce
del río es casi horizontal. Las aguas suelen ser turbias
y el fondo tiene gran cantidad de lodo. En esta zona
es en donde se da la mayor diversidad de vegetales y
animales. Abundan los gobios, los lucios y las percas.
En la desembocadura de algunos ríos, en la zona de
contacto entre el agua marina y el agua dulce, se
forman las marismas, unos ecosistemas de aguas
salobres muy peculiares con una gran riqueza de seres
vivos, que sirven de zona de descanso y alimentación
a multitud de aves migratorias.
Ecosistemas terrestres
Los factores abióticos que condicionan la vida en
los ecosistemas terrestres son la temperatura y la
humedad. Estos factores son los que determinan el
clima y la distribución de los organismos.
Las grandes diferencias climáticas que se dan en el
planeta, desde el ecuador hasta los polos, provocan
la existencia de una gran diversidad de
ecosistemas.
Los biomas terrestres
En aquellos lugares de la Tierra que, a pesar de
estar separados geográficamente, tienen un clima
semejante, surgen ecosistemas equivalentes; aunque
con especies distintas.
El conjunto de todas las zonas del planeta que
tienen unas condiciones climáticas semejantes y
desarrollan ecosistemas similares recibe el nombre
de bioma. Los principales biomas terrestres son:
Distribución de los principales biomas terrestres.
Tundra
La tundra se desarrolla en las zonas más septentrionales
del planeta y se caracteriza por unas temperaturas muy
bajas. Durante la mayor parte del año, el suelo de la
tundra está helado y solo permite el crecimiento de una
vegetación rasa formada sobre todo por musgos y
líquenes, y sin árboles.
Taiga
La taiga es el bioma de mayor extensión del planeta,
propio de climas fríos, con veranos templados y
húmedos. Los
principales vegetales son grandes árboles del grupo de
las coníferas, abetos y pinos, con hojas aciculares
adaptadas a las bajas temperaturas.
Bosque templado
El bosque templado se extiende por todo el planeta en
latitudes medianas. Debido a sus temperaturas benignas
y abundantes lluvias, en estos bosques se da una gran
abundancia de seres vivos. Los vegetales dominantes
son árboles: robles, encinas y hayas.
Estepa
La estepa es propia de zonas templadas en las que la
escasez de lluvia impide el crecimiento de los árboles. Es
un bioma formado por grandes extensiones de plantas
herbáceas, sobre todo gramíneas, que se vienen utilizando
desde hace siglos como tierras de cultivo y para alimentar
al ganado.
Selva
La selva es propia de climas cálidos y muy húmedos,
muy favorables para el desarrollo de la vida, por lo que
es el bioma con mayor cantidad y diversidad de seres
vivos de todo el planeta. Los vegetales característicos son
árboles enormes de anchas hojas, lianas y plantas epifitas.
Sabana
La sabana es un bioma africano que se da en regiones
cálidas con una estación seca y una estación húmeda,
semejante a la estepa. Los vegetales dominantes son las
gramíneas, que forman grandes extensiones salpicadas de
árboles. Los animales más característicos son los grandes
herbívoros, como las cebras o los antílopes.
Desiertos
Los desiertos se dan en regiones en las que las lluvias son
muy escasas y las temperaturas muy altas durante todo el
año. En los desiertos solo pueden vivir unas pocas especies
de vegetales adaptadas a la falta de agua, como los cactus
y algunas especies de animales, que suelen ser de
costumbres nocturnas para evitar el calor.
Muchas gracias
"La naturaleza hace grandes obra sin
esperar recompensa alguna." Alexandr
I. Herzen