8/17/2019 Los Flujos de Energía y Materiales

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LOS FLUJOS DE ENERGÍA Y MATERIALES A TRAVÉS DE ECOSISTEMAS

OBJETIVOS:

1. Hacer una lista de las principales fuentes de energía y mostrar su

fluo a tra!"s de una #ona forestal$

%. Enunciar dos leyes de energía y e&plicarlas mediante eemplos$

'. (efinir las unidades de energía: )ilocaloria y oules$

Identificar y diagramar los principales elementos y productos de la

fotosíntesis* y el consumo org+nico$

,. Tra#ar los ciclos de f-sforo y nitr-geno en el ecosistema forestal$

. /compa0ar el fluo de agua en el ecosistema forestal$

. (iagramar un ecosistema forestal 2ue incluya las fuentes y los

fluos de energía* f-sforo* nitr-geno* agua* o&ígeno y di-&ido de

car3ono.

2.1. Un modelo má de!"ll"do del #!em" $o%e!"l.  En el 4apítulo I se e&amin- un modelo muy simple de ecosistema forestal y

se 5i#o una introducci-n de los sím3olos para diagramar las partes y los procesos.

En este capítulo continuaremos usando el mismo modelo* mostrando el

almacenamiento y los fluos de desperdicios 6residuos7* nutrientes* di-&ido de

car3ono y o&ígeno. 8ara so3re!i!ir* un ecosistema necesita un a3astecimiento

continuo de materiales esenciales. Estos pueden !enir de fuera del sistema* del

reciclae de los materiales o de am3os. 9n diagrama de sistema puede ser usado

 para mostrar las fuentes y fluos* de los materiales mas importantes y de la

energía. 9n diagrama puede tam3i"n dise0arse para mostrar las fuentes y fluosde cada tipo de material por separado.

  eneralmente* se puede resumir el proceso de producci-n de la fotosíntesis por 

las plantas !erdes 6por eemplo: 5oas de los +r3oles7 con ayuda de energía solar*

de la siguiente manera :

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6agua7 ; 6di-&ido de car3ono7 ; 6nutrientes7 6material org+nico7 ; 6o&ígeno7

  El proceso de consumo org+nico por los consumidores 6incluyendo fuego y

consumo industrial de com3usti3les7 ocurre en direcci-n contraria:

6material org+nico7 ; 6o&ígeno7 6agua7 ; 6di-&ido de car3ono7 ; 6nutrientes7

 

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=igura %.1 (iagrama de producci-n fotosint"tica y del consumo org+nico en una floresta* mostrando fuentes* fluos de calor* reciclae y el 3alance de entradas y salidas.

6meros en los caminos est+n en E oules por metro cuadrado de floresta por a0o7.

  (espu"s de algunos a0os* el ecosistema forestal puede entrar en e2uili3rio. El

agua fluye de dentro 5acia fuera del ecosistema$ los nutrientes se mue!en desde

el suelo 5acia los organismos !i!os y !uel!en a "l nue!amente.

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  8or acuerdos internacionales* una unidad de energía diferente se est+ utili#ando

con mayor frecuencia* el Jo)le 6J7. 9na )ilocaloria es e2ui!alente a ,1@ oules.

 

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mas a2uella 2ue fluye 5acia fuera del sistema. En la =igura %.1 los dep-sitos no

est+n cam3iando* la suma de las entradas es igual a la suma de las salidas de

energía$ los oules de energía 2ue entran al sistema de las fuentes e&ternas* son

iguales a los oules de energía 2ue se dispersan por el sumidero.

  ltimo capítulo* diimos 2ue los sumideros de calor eran necesarios para todos los

 procesos y dep-sitos.

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=igura %.% (ep-sitos y fluos de agua en el ecosistema forestal de la =igura %.1 

 Figure reprinted with permission from 

 Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802) Copyright CRC Press !o"a Raton Forida - $%%&'

2.5 El &lo del $*$o%o.

  Su3stancias 2uímicas 6nutrientes7 son tam3i"n necesarias para los dep-sitos y

 procesos de un ecosistema. 9no de los nutrientes m+s importantes para la

construcci-n de organismos sanos es el f-sforo. eneralmente el f-sforo es m+s

escaso 2ue otros nutrientes* tales como el nitr-geno y el potasio. Si el sistema

forestal no reciclase el f-sforo* este se podría !ol!er tan escaso* 2ue limitaría el

crecimiento de las plantas de la !egetaci-n.

  =luos y dep-sitos 2ue contienen nutrientes ricos en f-sforo est+n incluidos en

la =igura %.1.

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=igura %.' 4iclo del f-sforo para el ecosistema dise0ado en la =igura %.1. 

 Figure reprinted with permission from 

 Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802) Copyright CRC Press !o"a Raton Forida - $%%&'

  El diagrama muestra la llu!ia y las rocas como fuentes e&ternas de f-sforo. El

f-sforo est+ presente como fosfatos inorg+nicos 2ue las plantas usan para

 producir compuestos org+nicos necesarios para la !ida. El f-sforo en estos

compuestos* participa de la 3iomasa 2ue regresa a formas inorg+nicas mediante

los consumidores cuando ellos usan la 3iomasa como alimento. El f-sforo

inorg+nico li3erado se !uel!e parte de los dep-sitos de nutrientes en el suelo. /sí*

el f-sforo se mue!e en un ciclo circular como muestra la =igura %.'. 8arte fluye

5acia fuera del sistema con las aguas 2ue salen 5acia la superficie del suelo o

 percola 5asta la capa fre+tica. El f-sforo no tiene fase gaseosa en su ciclo.

2.6 El &lo del n#!%*,eno.

  El elemento 2uímico nitr-geno es esencial para todas las formas de !ida y sus

 productos. Es uno de los elementos necesarios para 5acer proteínas 6m>sculos en

carnes* ner!ios* ca3ellos* tendones* piel* plumas* seda* lec5e* 2ueso* semillas y

nueces* en#imas7* y estructuras gen"ticas.

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  El A@C del aire es gas nitr-geno* pero la mayoría de los organismos no pueden

usarlo en esta forma. El nitr-geno en su estado gaseoso puede con!ertirse en

formas utili#a3les 6nitratos* nitritos* y amonio7 por procesos especiales 2ue

necesitan energía. 8or eemplo* los procesos industriales usan com3usti3le para

con!ertir el gas nitr-geno en fertili#ante de nitr-geno para las propiedades.

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  (iagramas parecidos pueden ser dise0ados para cada su3stancia 2uímica

utili#ada en los procesos de producci-n y consumo* tales como el car3ono y el

o&ígeno.

  En resumen* los diagramas sim3-licos son una forma de representar los fluos

dentro de los ecosistemas incluyendo energía* agua* y f-sforo. El diagrama* contodos sus componentes* muestra como la energía y los materiales interactuan para

formar un >nico sistema.

7%e,)n!" "&!#0#d"de 3"%" el C"3-!)lo 2.

1. (efina lo siguiente

a. 3iomasa

 3. fiador de nitr-geno

c. nutrientesd. transpiraci-n

e. )ilocaloria

f. oule

g. estado de e2uili3rio

5. micro3ios

%. Fencione tres funciones importantes del !iento en el ecosistema forestal

'. Fencione dos fuentes de energía 6aparte del sol7 en el ecosistema forestal

,. Fencione dos consumidores en el ecosistema forestal

. (iga la diferencia entre e!aporaci-n y transpiraci-n

. E&pli2ue por 2u" el f-sforo es importante en el ecosistema forestal

A. 9se la =igura %.1 para e&plicar la