Materia y Energía en los Ecosistemas
Fuente de Materia y Energía
- Fuente de materia: Elementos químicos y moléculas inorgánicas.
- Fuente de energía: Lumínica.
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo del Carbono
- Los autótrofos utilizan el CO2 para fabricar moléculas orgánicas mediante la fotosíntesis.
- Los heterótrofos consumen esta materia orgánica.
- El CO2 retorna a la atmósfera a través de la respiración.
- Los residuos orgánicos son descompuestos por bacterias y hongos.
Ciclo del Nitrógeno
- Solo las bacterias fijadoras de nitrógeno lo transforman en nitratos asimilables por las plantas.
- Los descomponedores convierten los compuestos nitrogenados en amonio.
- Parte del nitrógeno vuelve a la atmósfera gracias a las bacterias desnitrificantes.
Ciclo del Azufre
- Los organismos autótrofos obtienen azufre, que se incorpora a las moléculas y pasa a otros organismos.
- El resto se libera como H2S, el cual es oxidado por las bacterias del azufre, transformándolo de nuevo en sulfatos o expulsándolo a la atmósfera mediante precipitación.
Ciclo del Fósforo
- La atmósfera no participa activamente en este ciclo.
- Los autótrofos lo toman en forma de fosfato.
- Los fosfatos pueden ser utilizados por las plantas o arrastrados al mar.
- El fosfato pasa entre organismos marinos y regresa a la tierra en forma de guano.
Relaciones Tróficas
- Productores: Generan materia orgánica a partir de materia inorgánica.
- Consumidores primarios: Se alimentan de productores.
- Consumidores secundarios: Se alimentan de los consumidores primarios.
- Consumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios.
- Descomponedores: Compuestos por bacterias y hongos; se alimentan de todos los niveles tróficos.
Productividad del Ecosistema
La productividad se relaciona con la biomasa y la respiración:
- Productividad Neta (PN) = Producción Bruta (PB) – Respiración (R).
- Productividad (%) = (PN / B) x 100.
Las pirámides ecológicas pueden representarse en términos de:
- Energía: No se representan como pirámide (siempre decreciente).
- Biomasa: Sí.
- Números: Sí.
Dinámica de Poblaciones
Las poblaciones atraviesan varias fases de crecimiento:
- Fase de latencia: Crecimiento inicial lento.
- Fase exponencial: Crecimiento rápido.
- Fase estacionaria: El crecimiento se ralentiza y fluctúa alrededor de un máximo poblacional (capacidad de carga).
Estrategias de Vida
- Estrategas r: Aprovechan recursos rápidamente, generan poblaciones numerosas, muchas crías, vida corta, tendencia a la emigración, y son generalistas (Ejemplos: Mosquitos y Tréboles).
- Estrategas k: Mantienen una población constante, poca descendencia y mortalidad, pocas variaciones poblacionales, y son especialistas (Ejemplos: Linces y Robles).
Sucesión Ecológica
Una sucesión ecológica es una secuencia de cambios graduales que experimenta un ecosistema a lo largo del tiempo.
- Clímax: La sucesión conduce a un ecosistema con la máxima complejidad y desarrollo, aunque es difícil de alcanzar.
- Regresión: Una perturbación puede forzar al ecosistema a retornar a un estado más primitivo.
Impacto Humano en los Ecosistemas
Agricultura Intensiva vs. Tradicional
Agricultura Intensiva
- Grandes rendimientos.
- Uso de monocultivos y semillas productivas.
- Grandes inversiones, maquinaria y combustibles fósiles.
- Uso intensivo de fertilizantes y plaguicidas.
- Se desarrolla en campos llanos y fértiles.
Agricultura Tradicional
- Menores rendimientos.
- Uso de policultivos y semillas naturales.
- No requiere grandes inversiones ni medios técnicos avanzados.
- Uso de fertilizantes orgánicos y diversidad de cultivos.
- A menudo se practica en terrenos frágiles o difíciles.
Impactos Generales de la Agricultura Intensiva
- Destrucción de ecosistemas.
- Aumento de gases de efecto invernadero.
- Degradación del suelo.
- Sobreexplotación de acuíferos.
- Mayor riesgo de desertización.
Explotación Minera
Las actividades mineras generan graves impactos ambientales:
- Deforestación.
- Contaminación del agua y el suelo.
- Destrucción de la estructura del suelo.
- Vertido de sustancias tóxicas.
- Acumulación de escombros.
Fuentes de Energía
Energías No Renovables
- Carbón.
- Petróleo.
- Gas Natural.
- Energía nuclear.
Energías Renovables y sus Impactos
- Hidroeléctrica: Crea barreras en los ríos y destruye hábitats.
- Solar: Requiere grandes superficies para la instalación de paneles.
- Eólica: Genera ruido, tiene un fuerte impacto visual y representa un riesgo para las aves.
- Mareomotriz: Constituye barreras en los ecosistemas costeros.
- Geotérmica: Puede ser contaminante.
- Biomasa: Requiere la utilización de grandes extensiones de terreno.
Contaminación Ambiental
La contaminación es la introducción de sustancias o energía en un medio natural que provoca una alteración negativa de sus características, con repercusiones para los seres vivos.
Contaminación Atmosférica
- Calentamiento global.
- Destrucción de la capa de ozono.
- Lluvia ácida.
Contaminación del Agua
- Eutrofización: Incremento de nutrientes en un ecosistema acuático a un ritmo superior al de los procesos normales de degradación. Los contaminantes provienen de fertilizantes, abonos, detergentes y sustancias orgánicas de vertidos urbanos.
- Salinización: Aumento de la salinidad de las aguas subterráneas, debido a:
- Filtración de aguas con alto contenido en sales por el regadío.
- Extracción de agua subterránea en zonas costeras, lo que facilita la infiltración de agua marina al acuífero.
- Bioacumulación: Proceso de concentración creciente de sustancias tóxicas en los seres vivos a medida que se avanza en la cadena trófica.
Gestión de Residuos
Residuos Gaseosos
Son emisiones que deben ser tratadas mediante filtros, absorbentes o tratamiento químico para extraer los contaminantes tóxicos antes de su liberación a la atmósfera.
Residuos Líquidos
- Tratamiento primario: Eliminación de residuos en suspensión mediante filtración.
- Tratamiento secundario: Tratamiento biológico asistido por bacterias.
- Tratamiento terciario: Desinfección para eliminar sustancias residuales.