Embed Size (px)
Citation preview
UNIDAD II. Estructura y dinámica del ambiente, la energía en los ecosistemas. Transferencia de energía
y de materia en el ecosistema.
INGENIERIA AMBIENTAL
EL AMBIENTEEl 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 suexistencia. Todos los seres vivos, inclusive los humanos, son parte del ambiente y lonecesitan 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 (presiónatmosférica, 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, ylas interrelaciones que se forman entre ellos, plantas, animales (incluido elhombre) 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, Ladinámica atmosférica y balance térmico terrestre.
Energía: Capacidad de producir trabajo o de transferir calor
Leyes de la termodinámicaPrimera Ley“La Energía no se crea ni sedestruye solo se transforma”
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
Segunda Ley“Cuando un sistema alcanza suentropía máxima no puederealizar ningún trabajo”
Entropía: Incapacidad para producir 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
CiclosAgua
NitrógenoCarbonoFósforoOxigeno
NIVELES TRÓFICOS La energía fluye a través de la biosfera secuencialmente y de unorganismo a otro. Esta secuencia de relaciones alimenticias se conoce como cadenaalimenticia. En cada una de estas etapas la energía se transforma parcialmente en calor ysale del sistema. Las secuencias alimenticias no son aisladas, sino que se entrelazan paraconstituir relaciones alimenticias complejas conocidas como redes alimenticias.
El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estandolos autótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamadoherbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro oconsumidor secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan deherbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente.
RELACIÓN ENTRE ECOSISTEMAS, FLUJO DE ENERGÍA Y CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
La materia circula desde el mundo vivo hacia el ambiente abiótico y de regreso; esa circulaciónconstituye los ciclos biogeoquímicos.Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medioambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo yotros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.
Energía solar
Ciclo del fosforo
Ciclo del carbono
Ciclo del nitrógeno
Ciclo del oxigeno
Ciclo del agua
Calor en el ambiente
Calor Calor Calor
La tierra es un sistemacerrado donde noentra ni sale materia.Las sustanciasutilizadas por losorganismos no se"pierden" aunquepueden llegar a sitiosdonde resultaninaccesibles para losorganismos por unlargo período. Sinembargo, casi siemprela materia se reutiliza ya menudo circulavarias veces, tantodentro de losecosistemas comofuera de ellos.
EL CICLO DEL OXIGENO es una cadena de reacciones y proceso quedescriben una circulación del oxigeno de la biomasa terrestre. Al respirar losanimales , a nosotros lo seres humanos tomamos del aire el oxigeno de lasplantas se producen y luego exhalamos gas carbónico y las plantas a su veztoman el gas carbónico que los intercambian oxigeno y gas carbónico todo eltiempo.
Capa de ozono
Oxigeno en agua y bióxido de carbono
Oxigeno en la atmosfera, agua y otros compuestos químicos
Cadenas alimenticiasLas cadenas alimenticias o tróficas representan una secuencia deorganismos de "quién come a quién", en la que cada organismo sealimenta del anterior y es consumido por el siguiente.La secuencia se representa con flechas que comienzan en el organismoque sirve de alimento y apuntan a quien lo consume.
Redes alimentariasEn 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.
•POR ANTAGONISMO
Competencia: es la interacción entre individuos de la mismaespecie (competencia intraespecifica), que utilizan el mismorecurso y existen en cantidades limitadas. En general es la luchade dos individuos por obtener un recurso o bien escaso, haciendouso de sus habilidades; entre los recursos por los que losorganismos luchan están: pareja, alimento, espacio, agua, sitio deapareamiento, etc
Depredación: es la interacción entre individuos en la cual unorganismo capture a otro organismo vivo con fines alimenticios. Ladepredación es la ingestión de organismos vivos, incluidas la delas plantas por animales, animal con animal, y planta con animal,y hongos.
•POR SIMBIOSISComensalismo: es la relación entre dosespecies en la cual uno se beneficia y elotro ni se beneficia ni se perjudica
Mutualismo es la relación entre dosespecies en las cuales ambas sebenefician
Parasitismo: es una asociación o relaciónentre dos organismos o especies en elcual una se beneficia y la otra seperjudica.
INTERACCIÓN ENTRE LOS ORGANISMOS
Pirámides alimenticias: :Es la representación grafica de las relaciones cuantitativas de númerosde organismos, biomasa o flujo de energía entre los niveles tróficos de un ecosistema. A raíz delas grandes cantidades de energía y biomasa que se disipan en cada nivel trófico, estosdiagramas 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
Relación entre el aprovechamiento de la energía y la productividad
Productividad primaria
Energía almacenada en las plantas
Energía captada por la fotosíntesis
Productividad primaria bruta
Productividad primaria neta
Productividad primaria
Temperatura
Nivel de Precipitaciones
Temperatura calida Demanda de agua
Temperatura Alta y Baja disponibilidad de agua hay baja
productividad
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.
Productividad primaria varia con el tiempo
Edad de los ecosistemas
Jóvenes (herbáceas o arbustos) mayor productividad
Avanzados en etapas sucesionales (leñosas) menor
productividad
Productividad primaria limita la producción
secundaria
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 denuevos individuos, Esta energía neta de producción se denomina PRODUCCION SECUNDARIA
Ecosistemas acuáticosLos ecosistemas acuáticos comprenden todas las zonas de laTierra 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 marLos mares y océanos constituyen un enorme ecosistema acuático que cubre másde 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 continentalen 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 losocéanos es de 4.000 m, pero
en las fosas del océano Pacíficose llegan a alcanzar los
11.000 m de profundidad.
La zona litoralEs una zona de aguas poco profundas y bien iluminadas con una gran riquezade seres vivos que, como en cualquier ecosistema, pueden agruparse por nivelestróficos Productores: incluyen los diminutos organismos del fitoplancton, que flotan enel 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 estrellasy los erizos de mar, los pulpos, los calamares, etc.Descomponedores: en el medio marino no hay hongos; los principales descomponedoresson las bacterias.
La vida en la zona litoral.
La zona oceánicaLos únicos productores de la zona oceánica, el fitoplancton, se encuentran en porencima de los 200 m de profundidad, en la zona fótica. Estos microorganismosfotosintéticos son el inicio de todas las cadenas tróficas oceánicas.En la zona afótica, debido a la falta de luz solar, solo puede haber consumidores, quedependen de los productores de la superficie para vivir. La mayor parte de estosconsumidores son buenos nadadores, peces óseos y cartilaginosos que puedenllegar a tener tamaños muy grandes (como el tiburón ballena, que puede medir15 m de longitud), cetáceos, calamares, etc.A partir de los 3.000 m de profundidad, en la zona abisal, viven seres de aparienciaextraña adaptados a la oscuridad más absoluta y a soportar una presión muy altay 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 porlitro de sal, y está en continuo movimiento hacia el mar. A lo largo del curso de los ríos sedan tres zonas o tramos con características ambientales distintas.
Tramo alto: la pendiente del caucees muy pronunciada y el aguadesciende a gran velocidad. Todoslos organismos que viven en estetramo están adaptados a la intensacorriente. Los productores son algasque se adhieren fuertemente a lasrocas. Los peces son potentesnadadores, como las truchas. Entrelos invertebrados abundan las larvasde insectos que tienen ventosas yganchos que les permiten fijarse alsuelo y no ser arrastradas por lacorriente.
Tramo medio: las aguas circulanmás despacio porque la pendientedisminuye. Hay un mayor númerode especies tanto vegetales comoanimales. Los peces másabundantes son los barbos y lascarpas. La vegetación que crece enlas orillas aporta materia orgánica alrío.
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
Distribución de los principales biomas terrestres.
Los biomas terrestresEn 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:
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.
TundraLa tundra se desarrolla en las zonas más septentrionalesdel planeta y se caracteriza por unas temperaturas muybajas. Durante la mayor parte del año, el suelo de latundra está helado y solo permite el crecimiento de unavegetación rasa formada sobre todo por musgos ylíquenes, y sin árboles.
TaigaLa taiga es el bioma de mayor extensión del planeta,propio de climas fríos, con veranos templados yhúmedos. Losprincipales vegetales son grandes árboles del grupo delas coníferas, abetos y pinos, con hojas acicularesadaptadas a las bajas temperaturas.
Bosque templadoEl bosque templado se extiende por todo el planeta enlatitudes medianas. Debido a sus temperaturas benignasy abundantes lluvias, en estos bosques se da una granabundancia de seres vivos. Los vegetales dominantesson árboles: robles, encinas y hayas.
EstepaLa estepa es propia de zonas templadas en las que laescasez de lluvia impide el crecimiento de los árboles. Esun bioma formado por grandes extensiones de plantasherbáceas, sobre todo gramíneas, que se vienen utilizandodesde hace siglos como tierras de cultivo y para alimentaral ganado.
SelvaLa selva es propia de climas cálidos y muy húmedos,muy favorables para el desarrollo de la vida, por lo quees el bioma con mayor cantidad y diversidad de seresvivos de todo el planeta. Los vegetales característicos sonárboles enormes de anchas hojas, lianas y plantas epifitas.
SabanaLa sabana es un bioma africano que se da en regionescálidas con una estación seca y una estación húmeda,semejante a la estepa. Los vegetales dominantes son lasgramíneas, que forman grandes extensiones salpicadas deárboles. Los animales más característicos son los grandesherbívoros, como las cebras o los antílopes.
DesiertosLos desiertos se dan en regiones en las que las lluvias sonmuy escasas y las temperaturas muy altas durante todo elaño. En los desiertos solo pueden vivir unas pocas especiesde vegetales adaptadas a la falta de agua, como los cactusy algunas especies de animales, que suelen ser decostumbres nocturnas para evitar el calor.
Muchas gracias
"La naturaleza hace grandes obra sin esperar recompensa alguna." Alexandr
I. Herzen
