1. No category

Hidrosfera
Preparado por Erwin Galoppo von
Borries en base a Dr.
Michael Pidwirny University of British
Columbia Okanagan
EGvB
1
El ciclo del agua
P = E+R+I
EGvB
2
Evaporación y transpiración
• El agua de la superficie terrestre vuelve a la
atmósfera mediante dos mecanismos: evaporación y
transpiración
• En la evaporación el agua líquida es transformada en
vapor por el calor
• Requiere gran cantidad de calor (600 calorías para
evaporar 1 gramo de agua)
• Requiere que la humedad relativa del aire no sea
100%
• Requiere que haya agua
EGvB
3
• La transpiración es el proceso de pérdida de agua de
las plantas a través de los estomas de sus hojas
• Los estomas son pequeñas aberturas en la cara
inferior de la hoja, conectadas a los tejidos vasculares
• La transpiración está controlada por el contenido de
humedad en la atmósfera y en el suelo, por la
temperatura y el viento
• La transpiración permite el transporte del agua y
nutrientes hacia la planta, a partir de las raíces, así
como prevenir el sobrecalentamiento de la planta
• Es dificultoso separar la evaporación de la
transpiración, por lo tanto se habla de
evapotranspiración
EGvB
4
• La evapotranspiración depende de:
– La temperatura
– La humedad relativa del aire
– La velocidad del viento
– La disponibilidad de agua
• La relación entre la precipitación y la
evapotranspiración define cuándo un clima
es seco o húmedo
• La distribución global de esta diferencia
entre precipitación y evapotranspiración se
muestra en las figuras siguientes
EGvB
5
Transpiración por los estomas de las
hojas
EGvB
6
Precipitación menos evapotranspiración para el
mes de enero (media 1959-1997)
EGvB
7
Precipitación menos evapotranspiración para el
mes de julio (media 1959-1997)
EGvB
8
Evapotranspiración real y potencial
• La evapotranspiración real es la
evapotranspiración que efectivamente ocurre,
dada la disponibilidad real de agua
• La evapotranspiración potencial es la que podría
ocurrir si habría total disponibilidad de agua (sólo
depende de la temperatura, humedad relativa del
aire y vientos)
• Así, una forma de estimar el agua necesaria para
regar un cultivo es:
• Agua necesaria para el cultivo =
evapotranspiración potential –
evapotranspiración real
EGvB
9
Movimiento del agua debajo la
superficie del suelo
EGvB
10
Acuífero no confinado y manantiales
EGvB
11
Acuífero confinado y pozo artesiano
EGvB
12
Escorrentía
• La escorrentía comprende los siguientes eventos:
• La tasa de precipitación excede a la tasa de
infiltración
• Una delgada película de agua se forma y avanza
hacia abajo por la pendiente y la gravedad
• El agua se acumula en las depresiones
• Las depresiones rebalsan y se forman pequeños
surcos
• Los surcos se juntan para formar arroyos y ríos
• Los arroyos y ríos fluyen hacia los lagos y océanos
• Hay mayor escorrentía allí donde la precipitación
es mucho mayor que la evapotranspiración
EGvB
13
Escorrentía según Continente
Continente
Europa
Asia
Africa
Norte y Centro América
Sud América
Australia, Nueva Zelanda y
Nueva Guinea
Antártida y Groenlandia
Escorrentía por unidad de
área en mm/año
300
286
139
265
445
218
164
EGvB
14
Flujo hídrico y caudales
• El flujo hídrico es el flujo de agua en los ríos y arroyos
• El caudal mide el volumen de agua que pasa en un
punto del curso de agua durante un tiempo
determinado
• Q=WxDxV
• Donde Q = caudal (m3/seg), W = ancho del río (m), D
= profundidad del río (m), V = velocidad del flujo
(m/seg)
EGvB
15
Hidrograma
EGvB
16
• El hidrograma muestra un pequeño aumento del
caudal al principio de las precipitaciones (caen
directamente en el río)
• Luego un aumento del caudal un poco en retraso
con las precipitaciones (el tiempo que tiene el
agua de escorrentía de llegar hasta el río)
• Una crecida rápida hasta llegar a un máximo
• Una disminución más lenta gracias al aporte de
los tributarios y del inferoflujo que sigue
alimentando el caudal, después de haber
concluido la precipitación
• Un nivel mínimo (nivel de base) que se alimenta
gracias al agua subterránea que alimenta al río en
época de estiaje
EGvB
17
• La forma y magnitud del hidrograma
depende de:
• Factores permanentes – pendiente de la
cuenca, estructura del suelo, vegetación,
densidad de canales, etc.
• Factores transitorios – todos dependientes
de la precipitación ( tamaño de la
tormenta, intensidad y duración de la
precipitación, etc.)
EGvB
18
La cuenca de drenaje
• Una cuenca de drenaje
es la zona topográfica
de la cual un curso de
agua recibe el agua por
escorrentía, inferoflujo
y flujo de agua
subterránea
EGvB
19
Jerarquía de los cursos de agua
• Se ordenan los cursos
de agua desde las
cabeceras hasta el
curso principal de la
cuenca
• Cuando dos cursos de
mismo orden se
encuentran, forman
un curso de orden
superior
EGvB
20
Densidad de drenaje
• Es una medida de la
disección
• Es un indicador del
potencial de
escorrentía
• Depende de clima,
topografía, capacidad
de infiltración del
suelo, vegetación y
geología
Densidad = Longitud de los cursos /
Area de la cuenca
EGvB
21
Patrón de drenaje
• Depende de topografía,
tipo de suelos, geología,
clima y cobertura
vegetal
–
–
–
–
–
Dendrítico
Rectangular
Paralelo
Reticulado
Desorganizado
EGvB
22
Corrientes de superficie y
subsuperficie en los océanos
• Corrientes de superficie: movimientos horizontales
dirigidos por el viento
• Las costas provocan en ciertos lugares “giros” (en las
latitudes subtropicales de ambos hemisferios por los
anticiclones y en las polares del hemisferio norte por
los ciclones)
• Las corrientes de superficie juegan un rol importante
en la redistribución latitudinal de calor
EGvB
23
Corrientes de superficie
EGvB
24
Corrientes de subsuperficie
EGvB
25
Corrientes de subsuperficie
• Dirigidas por las diferencias de densidad del
agua (función de la temperatura y salinidad)
• Viajan a velocidades mucho menores que las
de superficie
• En el atlántico Norte y en la Antártida , por la
evaporación y salinidad, aumento de la
densidad y descenso de la corriente, luego
ascenso. Este circuito toma 1.000 años
EGvB
26
Mareas oceánicas
• Alza y baja cíclica del nivel del mar
• Asociado a las fuerzas de gravedad ejercidas
por la luna y el sol
EGvB
27
Fuerzas implicadas en la marea sicigial
(luna llena y nueva)
EGvB
28
Fuerzas implicadas en la marea muerta
(cuartos de luna)
EGvB
29
Tipos de ciclos en las mareas
EGvB
30
Biosfera
(Basado en Pidwirny)
EGvB
31
Origen de la vida
• Hace 5 y 4.6 mil millones de años,
formación del sistema solar por
coalescencia de la materia debida a la
gravedad
• Hace 3.9 mil millones de años, la atmósfera
de la Tierra con la combinación necesaria
de H,O,C,N para permitir la vida
• Calor, luz y elementos radiactivos
permitieron la formación de proteínas y
ácidos nucleicos para formar cadenas que
soportan el código genético
EGvB
32
• Hace 3.8 mil millones de años las primeras
formas de vida celular, células protocariotes
• Hace 2.1 mil millones de años, células
eucariotes
• Hace 680 millones de años, organismos
multicelulares
• Hace 570 millones de años, enorme
diversificación de los organismos
multicelulares (la explosión cámbrica)
EGvB
33
Momento de origen de los grupos
principales de plantas y animales
Grupo de organismos Momento de origen
hace 570 millones de
Invertebredos marinos años
hace 505 millones de
Peces
años
hace 438 millones de
Plantas terrestres
años
hace 408 millones de
Anfibios
años
hace 320 millones de
Reptiles
años
hace 208 millones de
Mamíferos
años
Plantas con flores
hace 140 millones de
(angiospermas)
años
hace 20-15 millones de
Homínidos aparecen
años
EGvB
34
Niveles de organización funcional de la
vida
• Los niveles son: especies, poblaciones,
comunidades y ecosistemas
EGvB
35
• Especie: un grupo de organismos que pueden
reproducirse entre ellos y no con miembros de
otros grupos
• Esta definición se cumple con los animales pero
no con los vegetales
• Población: todos los individuos de una misma
especie en un lugar y tiempo determinados
• Una población presenta variaciones genéticas al
interior de ella y con otras poblaciones
• Aunque características genéticas como el color
del pelo o el tamaño varían ligeramente en una
población, más importante aún son las diferencias
en la habilidad de sobrevivir y reproducirse
EGvB
36
• Comunidad: conjunto de poblaciones que viven
en cierto lugar y tiempo determinados
• Una comunidad implica interacciones entre
especies, como: adquisición y uso de espacio,
alimentos y otros recursos del ambiente, reciclaje
de nutrientes entre los miembros de la
comunidad y regulación del tamaño de las
poblaciones
• En todos estos casos, las interacciones
estructuradas de las poblaciones conducen a
situaciones de lucha por la supervivencia
• En general los ecólogos creen que cuanto más
diversa es una comunidad, es más compleja y
estable
EGvB
37
• Esto se basa en la observación que las cadenas
alimenticias más interconectadas se encuentran
en las comunidades con mayor diversidad de
poblaciones
• Una mayor interconectividad causa que la
comunidad sea más resiliente a las
perturbaciones
• Si una especie es eliminada en una comunidad
con mucha diversidad de especies, las otras que
dependían de ella para su alimentación, pueden
utilizar otras especies en sustitución, lo que no es
el caso en una comunidad menos diversa
EGvB
38
• Ecosistema: entidad dinámica compuesta de la
comunidad biológica y el medio ambiente
abiótico
• La composición y estructura de un ecosistema
están determinadas por el estado de un cierto
número de factores ambientales
interrelacionados
• Cambios en cualquiera de estos factores (p.ej.
Nutrientes, temperatura, luminosidad, intensidad
de pastoreo, densidad de la población de una
especie) provocará cambios dinámicos en las
características del ecosistema
EGvB
39
Los factores abióticos y la
distribución de las especies
• La distribución geográfica de las especies siempre
es dinámica a través del tiempo
• Las áreas geográficas de los organismos se
desplazan, se expanden y se contraen
• Estos cambios son la resultante de 2 procesos
contrarios:
– la colonización y establecimiento
– La extinción localizada
• Estos procesos son iniciados por:
– cambios en el ambiente abiótico,
– perturbaciones
– interacciones bióticas
EGvB
40
Dispersión colonización y
establecimiento
• La dispersión puede ser activa (por movilidad del
organismo) o pasiva (con ayuda externa)
• La dispersión pasiva: anemocoría (viento), hidrocoría
( agua), zoocoría (animales), antropocoría (hombre)
• Una vez dispersado, un organismo se establece en un
lugar sólo si está desocupado y si las condiciones
ambientales le son favorables para su supervivencia
EGvB
41
• Los sitios se encuentran vacíos por las
perturbaciones
• Una perturbación puede ser causada por
predación, variaciones climáticas, terremotos,
erupciones volcánicas, incendios, madrigueras de
animales y hasta el impacto de una gota de lluvia
• Una vez colonizado un sitio, el organismo puede
establecerse en el largo plazo, dependiendo de los
factores abióticos y bióticos
• La muerte del individuo puede ocurrir por
predación, competencia con otros organismos o
perturbaciones como el fuego
EGvB
42
Factores abióticos y límites de
tolerancia
• La distribución está en parte determinada
por factores abióticos
• Los límites de tolerancia son límites de
estos factores abióticos, dentro de los
cuales un organismo puede existir (p.ej
rango de temperaturas) y dentro de estos
límites existe un óptimo
EGvB
43
• En 1840, Liebig sugirió la Ley del mínimo
(un organismo está limitado generalmente
por un único factor cuya oferta es
relativamente la menor, en relación a lo
demandado por el organismo
• Sin embargo hoy se considera que son las
complejas interrelaciones entre muchos
factores físicos los responsables de los
patrones de distribución
EGvB
44
Interacciones bióticas y distribución de
especies
• Las interacciones bióticas tienen una tremenda
influencia en el tamaño de población de una especie
• Estas interacciones son interespecíficas (entre
especies diferentes) e intraespecíficas (al interior de
la misma especie)
• Estas son: neutralismo, competencia, amensalismo,
mutualismo, parasitismo y predación
EGvB
45
• Neutralismo: la relación interespecífica más
común (ninguna de las dos especies se perjudica)
• Competencia: cuando las dos especies compiten
por un mismo recurso (p.ej. Alimento, agua,
espacio de nidificación, espacio de terreno).
Puede ser intra o interespecífica. Como resultado
una especie puede ser afectada en el crecimiento
de su población
• La competencia por interferencia ocurre cuando
un individuo impide el establecimiento físico de
otro individuo en un lugar (ej: por raíces densas,
hojarasca, turba o abrasión mecánica)
EGvB
46
• Amensalismo: cuando una especie sufre, pero la
otra no experimenta ningún efecto
• Un ejemplo es la alelopatía (una especie secreta
sustancias químicas que inhiben el crecimiento de
la otra especie)
• Las sustancias alelopáticas pueden ser ácidas,
básicas o simples compuestos orgánicos. Son las
sustancias llamadas secundarias, es decir
producidas por los organismos, pero que no
tienen efecto directo en el metabolismo (ej: nogal
que inhibe el crecimiento de hierbas y arbustos
alrededor)
EGvB
47
• Mutualismo: cuando ambas especies se
benefician una de otra (crecen, se reproducen o
sobreviven mejor cuando están juntas)
• Ejemplo de hongos micorizas (nitrógeno) con
raíces de las plantas (carbohidratos)
• Hay mutualismos simbióticos (la vida de uno
depende del otro) y no simbióticos (la vida de
uno no depende necesariamente del otro)
• Ejemplo de mutualismo simbiótico: hongos
(minerales) y algas (fotosíntesis) en los líquenes
• Ejemplo de mutualismo no simbiótico (plantas
con flor e insectos polinizadores)
EGvB
48
• Predación, parasitismo y patógenos: los
organismos obtienen alimento a expensas de su
presa o de su huésped
• Este tipo de interacción mantiene muchas veces
un equilibrio establecido durante un largo tiempo
(ej cactus Opuntia en Australia)
• Algunas veces la predación puede conducir a la
extinción, sin embargo en las comunidades
complejas esto no ocurre pues hay varias presas
alternativas
• En la predación, la presa en más pequeña que el
predador; en el parasitismo, el huésped es más
grande que el parásito
EGvB
49
Nicho ecológico
• Nicho ecológico: Todos los requerimientos de
recursos y condiciones físicas que una especie
necesita para sobrevivir y desarrollarse
• El nicho potencial incluye el rango total de las
condiciones ambientales necesarias para la especie,
sin considerar la competencia interespecífica ni la
predación
• El nicho actual es el nicho real, efectivo (ver
siguiente figura)
EGvB
50
Nicho potencial y nicho actual
Nicho Potencial
Humedad
Nicho actual
Temperatura
EGvB
51
La biodiversidad
• Sólo una pequeña parte de todas las especies han
sido identificadas
• Los científicos estiman que el bosque húmedo
tropical contiene entre el 50 al 90% de las
especies del mundo
• Muchas especies se extinguieron en el pasado
geológico de la Tierra a causa de cambios
ambientales y la competencia biológica
• A partir de la acción humana, muchas otras
especies conocidas también han sido extinguidas
(83 de mamíferos, 113 de aves, 23 de anfibios y
reptiles, 23 de peces, 100 de invertebrados y 350
de plantas)
EGvB
52
• Se estiman que se extinguieron en los trópicos en
1991 entre 4.000 y 50.000 especies desconocidas
por la actividad humana
• Esta tasa de extinción es 10.000 veces mayor que
la extinción natural (2 a 10 especies por año) y
constituye uno de los problemas ambientales más
serios
• Durante la historia de la Tierra ha habido por lo
menos 6 extinciones masivas de especies (gran
cantidad de especies extinguidas 35-96% en
tiempos relativamente cortos)
• Se cree que el 96% de las especies que habitaron
la Tierra se han extinguido hasta ahora (ver
cuadro)
EGvB
53
Eventos de extinción más importantes
durante el Fanerozoico
Momento del
evento de
extinción
Porcentaje de
especies perdidas Especies afectadas
Dinosaurios, plantas (excepto helechos y plantas con
semillas), vertebrados e invertebrados marinos. La
65 millones de años
mayoría de mamíferos, aves, tortugas, cocodrilos,
atrás (Cretácico)
85%
lagartos, serpientes y anfibios no afectados
213 millones de
años atrás
(Triásico)
44%
Vertebrados e invertebrados marinos
248 millones de
años atrás
(Pérmico)
75-95 %
Vertebrados e invertebrados marinos
380 millones de
años atrás
(Devónico)
70%
Invertebrados marinos
450-440 millones de
años atrás
(Ordovícico)
50%
Invertebrados marinos
EGvB
54
Niveles de biodiversidad
• Diversidad genética: entre individuos de una misma
especie
• Diversidad de especies: número de especies
diferentes en un lugar
• Diversidad de ecosistemas: número de ecosistemas
diferentes
• Actualmente se vive con una gran biodiversidad que
está amenazada por la actividad humana
EGvB
55
Biomas del mundo
• El mundo presenta grandes ecosistemas
principales determinados principalmente por el
clima, llamados Biomas
• Estos biomas se han formado por la selección
natural determinada principalmente por la
temperatura y la precipitación
• Se identifican principalmente por las plantas
dominantes (p.ej. Praderas dominadas por los
pastos o Desiertos dominados por escasas plantas
que requieren muy poca agua para vivir)
EGvB
56
Los 8 grandes biomas del mundo
Bosque húmedo tropical
Sabana tropical
Desierto
Chaparral
EGvB
Praderas
Bosque deciduo templado
Bosque boreal templado
Tundra ártica y alpina
57
• En general, la diversidad de especies
aumenta con la productividad primaria
neta, la precipitación y la temperatura
• Las adaptaciones y la especialización de
nichos son dos fenómenos muy bien
ilustrados en los biomas (las plantas de un
mismo bioma, aún si son de especies
diferentes y se encuentran muy separadas
geográficamente, muestran similares
adaptaciones y nichos ecológicos)
EGvB
58
Promedio de Productividad Primaria
Neta anual en los principales biomas
Tipo de Ecosistema
Bosque Húmedo Tropical
Estuario
Humedales y Pantanos
Sabana
Bosque Deciduo Templado
Bosque Boreal
Pradera Templada
Tundra Polar
Desierto
EGvB
Productividad
Primaria Neta
(Kcal/m2/año)
9000
9000
9000
3000
6000
3500
2000
600
< 200
59
Relación entre la productividad
primaria neta de un bosque y la
temperatura anual
EGvB
60
Relación entre la productividad
primaria neta de un bosque y la
precipitación anual
EGvB
61
La Tundra
• Tundra: llanura cenagosa
• Al norte de los 60º LN
• Ausencia de árboles, plantas enanas (arbustos,
pastos, juncos y musgos) y lo más característico
líquenes
• Superficie húmeda, esponjosa, suelos con
permafrost
• Precipitaciones y temperaturas mínimas
• Poca diversidad de especies
• Animales: caribú, buey del almizcle, liebres
árticas, campañoles (ratones) y lemmings
EGvB
62
• La mayoría de las aves emigran durante el
invierno y retornan en el verano
• Los herbívoros soportan carnívoros como el
zorro ártico, el búho de las nieves, oso
polar y lobos
• Reptiles y anfibios escasos o ausentes por
el frío
• La tundra alpina (de montaña) es similar a
la ártica, aunque con mejor drenaje y sin
permafrost
EGvB
63
Tundra
EGvB
64
Bosque boreal templado de
coníferas (Taiga)
• Entre 45º y 57º LN
• Clima fresco a frío pero con mayor precipitación
que la tundra en verano, por los ciclones de
latitud media
• La vegetación dominante es el bosque de
aciculifolias sempervirente (Piceas, abetos, pinos
• El sotobosque es pobre por la poca luminosidad
aún en primavera y otoño
• Los mamíferos más comunes son: alces, osos,
ciervos, martas, linces, lobos, liebres, ratones,
musarañas y murciélagos
EGvB
65
• Los reptiles son escasos por el frío
• Los suelos tienen una hojarasca espesa y
lenta descomposición
• Los suelos son ácidos y deficientes en
minerales por una fuerte lixiviación
EGvB
66
Taiga
EGvB
67
Bosque deciduo templado
• Clima moderado y árboles deciduos
• Ocupaba grandes extensiones de Europa y
Norteamérica y fue disminuido por la agricultura
y la expansión urbana
• Los árboles dominantes son: arces, hayas, robles,
olmos, abedules y sauces
• Sotobosque bien desarrollado por mayor
luminosidad
• Diferentes tipos de herbívoros y carnívoros, pocos
reptiles y anfibios
• Los suelos dominantes son los pardos forestales y
la hojarasca es delgada, pues la descomposición
es rápida
EGvB
68
Bosque deciduo templado
EGvB
69
Praderas
• En Asia Estepas y en Sudamérica Pampas
• Antes de la actividad humana, los pastos eran más
altos (1.5-2.0 m) y la altura de estos depende de la
precipitación
• Hierbas con flor como compuestas y leguminosas son
comunes, aunque menos que los pastos
• Los árboles están limitados a las depresiones y los
bordes de los cursos de agua
• Los suelos chernozem (oscuros y muy fértiles) son
característicos. En partes más secas pueden haber
suelos salinos.
• Los mejores suelos han sido utilizados en el cultivo de
cereales
EGvB
70
• Los mamíferos están dominados por
pequeños herbívoros como perros de la
pradera, conejos, ardillas de tierra y
grandes herbívoros como el bisonte, los
alces y antílopes
• Los carnívoros incluyen el tejón, el coyote,
el hurón, el lobo y el puma
• Las poblaciones de estos animales se han
reducido grandemente y algunos están en
peligro de extinción
EGvB
71
Praderas
EGvB
72
Desiertos
• En su forma más típica la vegetación de los
desiertos consiste de arbustos ralos
• Entre los 25º y 40º de latitud en ambos
hemisferios, en relación con los anticiclones
subtropicales que impiden las lluvias
• Las plantas incluyen arbustos resistentes a la
sequía y suculentas que almacenan agua como los
cactus, también numerosas plantas efímeras que
viven en los cortos períodos de lluvia que
pudiesen haber
• Los desiertos pueden estar desprovistos de
vegetación cuando las lluvias no existen o son
demasiado escasas
EGvB
73
• Los mamíferos tienden a ser nocturnos, por
las altas temperaturas durante el día
• Los reptiles son abundantes por el calor
durante el día (animales de sangre fría)
• Puesto que la productividad es baja, la
hojarasca es escasa y bajo el contenido de
materia orgánica. Los suelos son salinos por
la evaporación
EGvB
74
Desiertos
EGvB
75
Chaparral
• Entre 32º y 40º de latitud en ambos hemisferios,
sobre las costas oeste de los continentes, con
clima seco la mayor parte del año, por la
presencia de anticiclones subtropicales durante el
otoño, verano y primavera
• Los inviernos son lluviosos por el avance del
frente polar y los ciclones de mediana latitud
• La vegetación está compuesta de matorrales y
árboles de poca altura, adaptados a la sequía y los
incendios del verano. Las hojas son
sempervirentes, pues no podrían ser
reemplazadas durante el invierno
EGvB
76
• Los árboles son los alcornoques, el olivo,
eucaliptos, pino marítimo y robles
• Muchas plantas tienen espinas para
protegerse de los herbívoros
• Este bioma es llamado también maquía,
matorral mediterráneo o bosque esclerófilo
EGvB
77
Chaparral
EGvB
78
Sabana tropical
• Las sabanas tropicales son pastizales altos de los
trópicos con diferente grado de presencia arbórea
(sabana arbolada)
• Los árboles y arbustos pierden sus hojas durante
la estación seca, para reducir las pérdidas de
agua. Las hojas brotan nuevamente mucho antes
de la estación de lluvias, para aprovechar mejor
dicha estación
• Climáticamente este bioma está caracterizado por
la alternancia de una estación seca y otra de
lluvias
• Las temperaturas son altas durante la mayor parte
del año
EGvB
79
• Las sabanas forman extensas áreas en
Africa, Sudamérica y Australia y soportan
una gran diversidad de mamíferos
herbívoros (cebras, elefantes, jirafas,
gacelas, etc.) que son alimento de
numerosos predadores (tigres, leones, etc)
• Los suelos pueden ser más ricos en
nutrientes que en el bosque húmedo
tropical, pero pueden también formar
capas de laterita debido a la sequía y la
evaporación
EGvB
80
Sabanas
EGvB
81
Bosque húmedo tropical
• Este bioma forma una ancha faja que supera los
límites de los trópicos
• Sus precipitaciones son elevadas (2.00-2.500 mm),
distribuidas todo el año. La temperatura y la
humedad son también muy levadas
• La flora es muy diversa (100 especies por ha, contra
3-4 especies en los biomas templados)
• Los árboles de 25-35 m de altura, forman un espeso
dosel, interrumpido por árboles emergentes de más
de 40m
EGvB
82
• Los troncos de estos árboles tienen
aletones para soportarlos
• Epífitas como orquídeas y bromelias y las
lianas son características de este bioma, así
como las palmeras y los helechos
• La mayoría de las plantas son
sempervirentes con grandes hojas de un
verde oscuro
• Este bioma alberga también un gran
número de especies animales. Algunos
científicos piensan que este bioma contiene
entre un 30-50% del total de las especies
animales
EGvB
83
• La descomposición es rápida por las altas
temperaturas y humedad. Los suelos están
sujetos a una fuerte meteorización y
lixiviación, por lo que los suelos son ácidos
y pobres en nutrientes
• Los suelos están sujetos a una fuerte
meteorización y lixiviación, por lo que los
suelos son ácidos y pobres en nutrientes
EGvB
84
Bosque húmedo tropical
EGvB
85
Producción de los consumidores y
cadena trófica
• Los consumidores asimilan sólo una parte de la
energía, el resto es expulsada en la materia no
digerida
• La energía asimilada por el consumidor se llama
Productividad Secundaria Bruta y puede ser
medida directamente (cantidad consumidacantidad defecada)
• Cadena alimenticia pastoral diferente de cadena
alimenticia detritívora
• Condiciones aeróbicas (respiración, más eficientes
y anaeróbicas (fermentación, menos eficientes)
EGvB
86
Pirámide de biomasa en un
estanque
Consumidores terciarios
Consumidores secundarios
Consumidores primarios
Productores primarios
1 cm = 1 gramo de biomasa
EGvB
87
Cadena trófica típica de un
pantano costero en Canadá
Ballena asesina
Halcón del
pantano
Ganso de
nieve
Caracol
Aguila
calva
Gaviota de puerto
Arenque
Salmón
Rata
Saltamontes
Campañol
Mosquito
Vegetación del pantano (juncos, pastos, algas, etc)
EGvB
88
El ecosistema
• Entidad dinámica compuesta de una comunidad
biológica y de su ambiente abiótico asociado
• Interrelaciones en los ecosistemas complejas y
numerosas
• Las modificaciones en un ecosistema a menudo
comienzan con el cambio en el estado de un
componente el que impacta en cascada al resto de
los componentes, a causa de las interrelaciones
EGvB
89
• Desde hace varios años, la acción humana
ha modificado dramáticamente los
ecosistemas
• Los impactos más importantes son sobre la
biodiversidad y la extinción de especies
• Otros impactos desde la Revolución
Industrial son: invasión de especies en
nuevos hábitats, cambios en la abundancia
y dominancia de las especies, cambios en
los ciclos biogeoquímicos, modificación del
ciclo hidrológico, contaminación y cambios
climáticos
EGvB
90
Componentes principales del
ecosistema
• Estos son: suelos, atmósfera, radiación solar, agua y
organismos vivos
• Los suelos proveen nutrientes, agua y soporte a los
organismos vivos
• La atmósfera provee CO2 y agua para la fotosíntesis
y O2 para la respiración. Los procesos de
evaporación, transpiración y precipitación reciclan el
agua entre la atmósfera y la superficie terrestre
EGvB
91
• La radiación solar calienta la tierra y provoca los
procesos de evaporación y transpiración y
proporciona energía luminosa para la fotosíntesis
que produce materia para el crecimiento y
metabolismo de los seres vivos
• El agua es esencial para la vida, la mayoría de la
materia viva está compuesta de agua y el
protoplasma de las células no puede sobrevivir si
hay un déficit de agua entre 30-50%
• Los organismos vivos en el ecosistema pueden
ser productores, consumidores o
descomponedores
EGvB
92
• Los productores o autótrofros son los que
elaboran su propio componente orgánico
que utilizan como fuente de nutrientes y
energía (la mayoría son plantas verdes que
producen a partir de la fotosíntesis)
• Los consumidores o heterótrofos obtienen
su energía y nutrientes alimentándose
directa o indirectamente de los autótrofos
(herbívoros que se alimentan de las plantas
o carnívoros que se alimentan de los
herbívoros o de otros carnívoros)
EGvB
93
• Los descomponedores o detritívoros se
alimentan de los restos o detritus de los
productores y de los consumidores (restos
de tejido y/o cadáveres) La materia
orgánica consumida por los
descomponedores es transformada en
nutrientes inorgánicos que son
incorporados al suelo y pueden ser
nuevamente consumidos por los
productores para producir componentes
orgánicos (ver diagrama)
EGvB
94
Relaciones en un ecosistema
Sol
(Energía solar)
Herbívoros
Carnívoros
(consumo)
Plantas
(fotosíntesis)
ATMÓSFERA
(O2, CO2, agua)
Detritívoros
(descomposición)
EGvB
SUELO
(nutrientes y
agua)
95
Flujo de energía y materia en los
ecosistemas
• La energía solar permite a las plantas convertir
la materia inorgánica en materia orgánica,
pero sólo una pequeña parte de la energía
solar es transformada en forma bioquímica
(p.ej. Sólo 1.6% en un campo de maíz para la
fotosíntesis)
• Los organismos vivos utilizan la energía en
forma radiante o fijada
EGvB
96
• La energía radiante es utilizada como energía
electromagnética luminosa para la fotosíntesis
• Esta energía radiante es fijada como energía
química potencial en las sustancia orgánicas
producidas por la fotosíntesis y luego de ser
utilizada en el metabolismo de los organismos, es
liberada a través de la respiración
• La energía orgánica puede moverse entre
ecosistemas mediante una variedad de procesos:
migración animal, cosecha animal y vegetal,
dispersión de plantas, lixiviación y erosión
• El siguiente diagrama muestra el flujo de entradas
y salidas de energía y materia en un ecosistema
EGvB
97
Entradas y salidas de energía, materia
y organismos en un ecosistema
Sol
Radiación de
onda larga
Radiación
solar
Ecosistema
Ambiente
Calor
Plantas
Dispersión
Plantas
Consumidores
Dispersión
Animales
Migración
Plantas
descomponedores
Migración
Materia
orgánica
del suelo
Espacio
Erosión y
depositación
Erosión y
lixiviación
EGvB
Animales
Materia
orgánica
del suelo
98
EGvB
99
Ciclo biogeoquímico: entrada y salida
de nutrientes del ecosistema
• El ciclo de nutrientes implica no sólo a los
organismos sino también a reacciones químicas
netamente inorgánicas
• Los reservorios de los nutrientes son la atmósfera,
la litosfera y la hidrosfera
• Macronutrientes: C, O, H, N, P (>1% de la materia
orgánica seca), S, Cl, K, Ha, Ca, Mg, Fe, Cu ( 0.21%)
• Micronutrientes Al, Cr, Br, B, Co, Fl, Ga, Mn, Mb,
Se, Si, Sr, Sn, Ti, Va, Zn (<0.2%)
EGvB
100
Entradas de nutrientes
• Por intemperismo de las rocas (Ca, Mg, K, Na, Si, Fe,
Al, P y todos los micronutrientes)
• C,O,N por descomposición de la materia orgánica
• Desde la atmósfera, a través de la precipitación o por
procesos biológicos (C por fotosíntesis, N por rayos y
precipitación, S, Cl, Ca, Na por precipitación)
• Por fijación biológica del nitrógeno (bacterias,
hongos y algas)
• Por inmigración de animales (tejidos o cadáveres)
EGvB
101
Salida de nutrientes
• Por erosión de suelos
• Por lixiviación
• Por pérdida de gases (en suelos saturados de
agua, anaeróbicos, por reducción, sólidos se
convierten en gases, ej: desnitrificación)
• Por emigración y cosechas
EGvB
102
Descomposición de la materia
orgánica del suelo y ciclo de
nutrientes
• En el suelo la descomposición de la materia
orgánica comienza con los gusanos,
artrópodos (termitas, hormigas) y
gasterópodos (caracoles)
• Luego continúa con los hongos y las bacterias
• Toma varios meses a años y es más rápida en
los trópicos
EGvB
103
Ciclo del carbono
• Muy importante para la vida (constituyente de ADN y
ARN)
• Los principales sumideros de carbono son:
• 1. Las moléculas orgánicas de los organismos vivos y
muertos
• 2. El CO2 de la atmósfera
• 3. La materia orgánica en los suelos
• 4. Las rocas como las calizas, dolomitas y
• 5. Los océanos en el CO2 disuelto y en las conchas de
los organismos como CaCO3
EGvB
104
Ciclo del carbono
EGvB
105
Principales almacenamientos de
carbono en la Tierra
Sumidero
Atmófera
Materia orgánica del
suelo
Océano
Sedimentos marinos y
rocas sedimentarias
Plantas terrestres
Depósitos fósiles de
combustibles
Cantidad en miles de millones
de toneladas métrica
578 (en 1700) - 766 (en 1999)
1.500 a 1.600
38.000 a 40.000
66.000.000 a 100.000.000
540 a 610
4.000
EGvB
106
• El carbono es fijado en los organismos vivos
(autótrofos) por fotosíntesis y luego en los
heterótrofos por consumo de los autótrofos
• En los océanos el carbono se introduce por
difusión y disolución para ser convertido en
carbonatos o bicarbonatos. Algunos
organismos marinos producen carbonato
de calcio en sus conchas y otras partes
(ostras, corales, etc) y cuando mueren
pasan a los sedimentos marinos
EGvB
107
• El carbono es liberado de los ecosistemas
por los organismos como CO2, a través la
respiración y la descomposición
• También las quemas de combustibles y
materia orgánica y los volcanes proveen de
CO2 a la atmósfera
EGvB
108
• El contenido de CO2 en la atmósfera ha sido
autoregulado para mantener el suficiente calor
necesario para la vida, sea en balancear una baja
de energía solar, aumentando el contenido de
CO2, sea almacenando el exceso de CO2 en las
rocas
• Desde la Revolución Industrial, el contenido de
CO2 en la atmósfera se ha incrementado por las
quemas de combustibles fósiles(65%) y por los
chaqueos para agricultura y ganadería (35%)
EGvB
109
Ciclo del nitrógeno
• Los organismos utilizan el nitrógeno para formar
los aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos
• El nitrógeno está principalmente en la atmósfera
en forma de gas y entra en el suelo por las
precipitaciones y los rayos
• Está también en la materia orgánica de los suelos
y los mares
• La mayoría de las plantas sólo pueden tomar
nitrógeno en 2 formas sólidas : amonio (NH4+) y
el ión nitrato (NO3-), de las soluciones del suelo
• Los animales reciben el nitrógeno por consumo
de los alimentos
EGvB
110
• El nitrógeno orgánico es convertido en inorgánico
por descomposición y mineralización (de NH3 a
sales de NH4+) por bacterias, actinomicetos y
hongos
• Luego NH4+ es convertido en nitritos NO3
primero y luego en nitratos NO4 (nitrificación)
• Sin embargo, los nitratos son muy solubles y son
evacuados del suelo por lixiviación hasta los
océanos de donde vuelven a la atmósfera por
desnitrificación
• La desnitrificación es común también en los
suelos anaeróbicos
EGvB
111
• La actividad humana ha perturbado este ciclo por:
• El uso de fertilizantes nitrogenados que aumentan
la cantidad de nitratos que son lixiviados y
provocan la eutrofización de los cuerpos de agua
• Aumento del nitrógeno por las quemas
• Liberación de gran cantidad de metano por los
restos de la ganadería
• Infiltración desde los pozos sépticos y alcantarillas
sanitarias
EGvB
112
Ciclo del nitrógeno
EGvB
113