Dinamica de los Ecosistemas

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ECOSISTEMAS FLUJO Y PROCESAMIENTO DE ENERGÍA Y MATERIA EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS


Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema    

Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad

b) Circulación de nutrientes en la biósfera   

Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema

c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza     

Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile


Flujo de energĂ­a en el ecosistema


Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos 

Sistema: conjunto de partes en integración para alcanzar un conjunto de objetivos Abierto: aquel que interactúa con el medio


Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos 

 

Termodinámica: campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía Principio 1: la energía se conserva Principio 2: la entropía aumenta


Vida v/s entropĂ­a


Vida v/s entropĂ­a


Efecto de la energĂ­a solar


Rayos solares y origen de los climas




Ecosistemas y energĂ­a solar


Ecosistemas sin energĂ­a solar


FotosĂ­ntesis: estructura foliar


FotosĂ­ntesis: cloroplastos


FotosĂ­ntesis: luz y pigmentos


FotosĂ­ntesis: Fotosistema

Clorofila


FotosĂ­ntesis: Fase dependiente de luz


FotosĂ­ntesis: Fase independiente de luz


FotosĂ­ntesis: resumen


Ciclo de Calvin unificador


Origen de los flujos de energĂ­a en el ecosistema


Productividad: bruta y neta Productividad Neta (PN): Energía almacenada por los autótrofos en período determinado Productividad Bruta (PB): PN + Energía utilizada en respiración Se pueden expresar en unidades de energía (kcal) o como biomasa (peso seco de material orgánico)


Ejemplos de valores de PPB PPB Nivel tr贸fico

PPN

Respiraci贸n

Productores

10533

11977

Consumidores 1os

1478

1890

Consumidores 2os

67

316

Consumidores 3os

6

15


Regla del 10% 

La energía que pasa de un eslabón al otro es aproximadamente el 10% de la energía acumulada El 90% restante se pierde como calor en los procesos de mantenimiento El nivel más productivo es aquel que traspasa más energía al siguiente eslabón (¿qué porcentaje del PPN efectivamente pasa al nivel trófico siguiente?)


PPN de algunos ecosistemas Ecosistema

PPN (g de materia seca/m2 x año)

Pantano y marjal

3000

Selva lluviosa

2200

Bosque de hoja perenne templado

1300

Bosque caducifolio templado

1200

Sabana

900

Bosque boreal

800

Bosque bajo y matorral

700

Terreno agrícola

650

Pastizal templado

600

Lago y arroyo

400

Tundra ártica y alpina

140

Desierto y matorral semidesértico Desierto extremo (roca, arena, hielo)

90 3


Productividad medida mediante satĂŠlites


Flujos de energĂ­a en el ecosistema


Pirámides tróficas como modelos

Pirámides de biomasa

Pirámides de números


Biomasa v/s productividad Nivel trófico

Biomasa (mg C/m2)

Productividad (mg C/m2 x día)

Plantas

60000

1200

Herbívoros

6000

40

Carnívoros I

400

1

Carnívoros II

48

0.03


Estructura tr贸fica: estudio de caso de ecosistema costero


Estructura tr贸fica: estudio de caso

Estudio energ茅tico en un ecosistema costero de Chile


Estructura trófica: estudio de caso 

Actividad grupal: 

 

Identificación de cadena alimenticia más corta y más larga Identificación de compartimiento clave Efecto de remoción de:   

Peces carnívoros Filtradores Planctívoros


Trabajo prรกctico 1: cรกlculo de PPB y PPN


Trabajo práctico 1: Cálculos   

PPB = PPN + R PPN = (peso luz – peso inicial) PPB = (peso luz – peso inicial)+(peso oscuridad – peso inicial)


Regulación térmica y gasto energético Endotermo:

Origen del calor es interno

Homeotermo: Temperatura en equilibrio

Poiquilotermo: Temperatura variable

--

Ectotermo:

Requieren calor externo


Regulación térmica y gasto energético


Regulación térmica y gasto energético


Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema    

Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad

b) Circulación de nutrientes en la biósfera   

Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema

c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza     

Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile


Circulaci贸n de nutrientes en la bi贸sfera


Composición del medio v/s seres vivos Elemento

Litósfera

Hidrósfera

Atmósfera

Bacteria

Humano

Oxígeno

47.4

33

21

73.7

62.8

Sílice

28.2

0

0.1

0.1

Aluminio

8.2

0

0.001

0.001

Hierro

5.6

0

0.005

0.005

Calcio

4.2

0

0.1

0.1

Sodio

2.4

0

0.01

0.01

Magnesio

2.3

0

0.04

0.04

Potasio

2.1

0

0.1

0.1

Carbono

0.1

0

12.1

19.4

Nitrógeno

0.0001

78

3.0

5.1

Hidrógeno

3

66

0

9.9

9.3

Argón

0

0

0.9

0

0

Otros

0.7

1

0.1

0.9

3


Fotosíntesis y oxígeno Millones de años

[O2] (%)

[CO2] (%)

4600 – 1900

0

28875

1750

5

22

1500

10

15

1300

15

8.3

900 - 0

21

0

Cambios en la concentración de CO2 y O2 en la atmósfera en distintos períodos de la evolución


Fotosíntesis y oxígeno


CO2 y actividad humana


Ciclo del Carbono


Ciclo del Nitr贸geno


Uso de compartimientos en ciclo del nitr贸geno


Yacimientos de nitrato


Salitre chileno


Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema    

Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad

b) Circulación de nutrientes en la biósfera   

Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema

c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza     

Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile


Impacto de la actividad humana en la naturaleza


Crecimiento poblacional y uso de recursos


Poblaci贸n humana y productividad


Efecto invernadero


Efecto invernadero: causas


Efecto invernadero: causas


OrĂ­genes de gases invernadero


Efecto invernadero: mecanismo


Efecto invernadero: consecuencias ď Ž

Aumento de la temperatura superficial


Efecto invernadero: consecuencias ď Ž

ď Ž

Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares


Efecto invernadero: consecuencias 

Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos


Efecto invernadero: consecuencias 

Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala


Efecto invernadero: consecuencias 

Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala Alteraciones en patrones de conducta de plantas y animales


Efecto invernadero: consecuencias 

 

Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala Alteraciones en patrones de conducta de plantas y animales Destrucción de algas y corales


Efecto invernadero: esperanza


Bosque chileno: nuestra fuente de productividad


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