Ciclos biogeoquímicos • El término Ciclo biogeoquímico deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e interviene un cambio químico. • Se refiere en resumen al estudio del intercambio de sustancias entre formas bióticas y abióticas. • Mientras que el flujo de energía en el ecosistema es abierto porque la energía fluye en una sola dirección, el flujo de la materia es cerrado ya que los nutrientes se reciclan.
Ciclos biogeoquímicos - Tipos • Ciclo hidrológico.- El agua circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos vivos. Este ciclo además distribuye el calor solar sobre la superficie de la tierra. • Ciclo gaseoso.- Los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En este ciclo los elementos son reciclados rápidamente (horas, días). Ej: Ciclo del Carbono, Oxígeno y Nitrógeno • Ciclo sedimentario.- Los elementos circulan principalmente entre la corteza terrestre, la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos son reciclados lentamente y retenidos en largos períodos de tiempo de miles a millones de años. Ej. Fósforo y Azufre
Ciclo del agua.- En la biosfera se requiere que la evaporación y la precipitación sean iguales. El exceso de precipitación en la tierra puede terminar en capas de hielo y glaciares que contienen el 75% de toda el agua dulce. El flujo neto se mide en miles de kilómetros cúbicos por año ( Fuente: Scientific American) RECURSOS NATURALES Y ECOLOGIA - Blga. Flor de María Madrid de Mejía – UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Ciclo de los cinco elementos o de las cuatro esferas
El carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y azufre son los cinco elementos que viajan desde la atmósfera a la litosfera o a la hidrosfera por precipitación y de regreso a la atmósfera por evaporación. La biosfera captura estos elementos. RECURSOS NATURALES Y ECOLOGIA - Blga. Flor de María Madrid de Mejía – UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Ciclo del Carbono • Los productores terrestres obtienen el CO2 de la atmósfera y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua en forma de bicarbonato. ( HCO3). • Los consumidores se alimentan de las plantas así el carbono pasa a formar parte de ellos en forma de proteínas, lípidos … • El carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración. • Durante el proceso de descomposición de deshechos metabólicos u organismos muertos también se desprende CO2. • Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono liberando éste a la atmósfera. • El Carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles como el petróleo.
Ciclo del Carbono.- Se muestran dos ciclos el de la izquierda corresponde al ciclo biológico en la parte terrestre y el de la derecha al de los océanos que es biológico y químico, ambos ciclos restituyen el carbono a la atmósfera. Las actividades humanas (deforestación y consumo de combustibles fósiles) están aumentando el carbono atmosférico en el orden de tres mil millones de toneladas métricas al año. RECURSOS NATURALES Y ECOLOGIA - Blga. Flor de María Madrid de Mejía – UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Ciclo del Nitrógeno • La energía contenida en un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno y permite que se combine con el oxígeno del aire. • Mediante proceso industrial se fija el nitrógeno, este reacciona con el hidrógeno para formar amoniaco (NH3) que es utilizado para la fabricación de fertilizantes. • Las bacterias nitrificantes son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico así como las algas azul-verdosas. • Los animales obtienen nitrógeno al ingerir vegetales en forma de proteínas y lo liberan en forma de excreciones. • Existen bacterias nitrificantes que transforman el amoniaco (NH3) a nitritos (NO2) y luego a nitratos (NO3) • A través de la desnitrificación los nitratos son reducidos a nitrógeno y de esta manera se cierra el ciclo.
• El nitrógeno se fija industrialmente y se aplica al suelo como fertilizante. • La fijación industrial ha llegado a ser un complemento del Ciclo del nitrógeno.
Ciclo del Nitrógeno.- El nitrógeno atmosférico no puede ser utilizado directamente por las plantas. La fijación se realiza por las bacterias, fundamentalmente aquellas que viven en forma simbiótica en los nódulos de las raíces de las leguminosas.
Ciclo del Fósforo • La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. • De las rocas se libera el fósforo y es utilizado por las plantas para sus funciones vitales, • Los animales obtienen el fósforo al alimentarse de las plantas u otros animales de la cadena trófica. • Los desintegradores liberan el fósforo en forma de fosfatos que puede ser utilizado por los vegetales verdes y la lluvia puede transportar este fosfato a los acuíferos u océanos. • Existen 2 mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano a los ecosistemas. Uno mediante las aves marinas que recogen el fósforo a través de la cadena trófica marina y lo devuelven a la tierra a través de sus excrementos y otra posibilidad es el levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme.
Ciclo del Fósforo.- Existen dos ciclos, uno entre las plantas, animales y degradadores (derecha) y que se lleva a cabo en tiempo biológico y el otro (izquierda) se efectúa en un ciclo sedimentario que remueve y restaura el fósforo terrestre en tiempo geológico RECURSOS NATURALES Y ECOLOGIA - Blga. Flor de María Madrid de Mejía – UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Ciclo de intercambio entre la biosfera, atmósfera e hidrosfera
• Toda el agua de la tierra que se degrada durante la fotosíntesis y se re – constituye mediante la respiración toma dos millones de años. •El oxígeno se genera en un proceso que se realiza en la atmósfera y se recicla cada dos mil años. •El bióxido de carbono es fijado por las células vegetales después de una residencia atmosférica promedio de 300 años. RECURSOS NATURALES Y ECOLOGIA Blga. Flor de María Madrid de Mejía UNIVERSIDAD RICARDO PALMA