Producción primaria - terrestre PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - terrestre Se ha introducido una planta entera en una cubeta transparente e impermeable a los gases pera medir su fotosíntesis. Con ur IRGA (infra-red gas analyzer) se ha podido determinar que el aire que entra en la cámara contiene 370 ppmv de CO2 y el de salida 330 ppmv. El flujo de aire es de 5 L/min ¿Cuál es la fotosíntesis neta de la planta en mg C /hora? Supondremos que las medidas de realizan a 25ºC y a 0,1 Mpa de presión; en estas condiciones 1 mol de un gas ocupa un volumen de 24 L. FOTOSÍNTESIS CO2 + H2O = CH2O + O2 RESPIRACIÓN (R) CH2O + O2 = CO2 + H2O Balance IRGA
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática PPN=[O2]i - [O]l Respiración= [O2]i - [O]o Muestra de agua LUZ OSCURIDAD Tiempo incubación MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE O2 [O]l [O]o Muestra de agua Medida de O2 [O2]i FOTOSÍNTESIS CO2 + H2O = CH2O + O2 RESPIRACIÓN (R) CH2O + O2 = CO2 + H2O Balance
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática En un lago eutrófico (rico en nutrientes) se ha medido la producción primaria con el método de las incubaciones y la dterminación del oxígeno disuelto. Las incubaciones han durado 4 horas y los resultados de las determinaciones de oxígeno han sido los siguientes: [O2]i= 9 mg O/L, [O2]l= 10 mg O/L y [O2]o= 8 mg/L. (a) Si la zona fótica del lago tiene 5 m de profundidad, ¿Cuál es la PPN y la PPB del lago en g C/m2.hora? (b) ¿Y en g C/m2.día? Supondremos que el dia tiene 12 horas de luz y que la medición realizada es representattiva de las horas de luz.
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática En un lago eutrófico (rico en nutrientes) se ha medido la producción primaria con el método de las incubaciones y la dterminación del oxígeno disuelto. Las incubaciones han durado 4 horas y los resultados de las determinaciones de oxígeno han sido los siguientes: [O2]i= 9 mg O/L, [O2]l= 10 mg O/L y [O2]o= 8 mg/L. (a) Si la zona fótica del lago tiene 5 m de profundidad, ¿Cuál es la PPN y la PPB del lago en g C/m2.hora? (b) ¿Y en g C/m2.día? Supondremos que el dia tiene 12 horas de luz y que la medición realizada es representattiva de las horas de luz. PPN=[O2]i - [O]l = 10-9 = 1 mg O2/L (a) R= [O2]i - [O]o = 9-8 = 1 mg O2/L PPB= PPN + R= 1-1 = 2 mg O2/L
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática En un lago eutrófico (rico en nutrientes) se ha medido la producción primaria con el método de las incubaciones y la dterminación del oxígeno disuelto. Las incubaciones han durado 4 horas y los resultados de las determinaciones de oxígeno han sido los siguientes: [O2]i= 9 mg O/L, [O2]l= 10 mg O/L y [O2]o= 8 mg/L. (a) Si la zona fótica del lago tiene 5 m de profundidad, ¿Cuál es la PPN y la PPB del lago en g C/m2.hora? (b) ¿Y en g C/m2.día? Supondremos que el dia tiene 12 horas de luz y que la medición realizada es representattiva de las horas de luz. PPN=[O2]i - [O]l = 10-9 = 1 mg O2/L (a) R= [O2]i - [O]o = 9-8 = 1 mg O2/L PPB= PPN + R= 1+1 = 2 mg O2/L PPB= 2 · PPN = 0.94 mg C/m2.hora
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática En un lago eutrófico (rico en nutrientes) se ha medido la producción primaria con el método de las incubaciones y la dterminación del oxígeno disuelto. Las incubaciones han durado 4 horas y los resultados de las determinaciones de oxígeno han sido los siguientes: [O2]i= 9 mg O/L, [O2]l= 10 mg O/L y [O2]o= 8 mg/L. (a) Si la zona fótica del lago tiene 5 m de profundidad, ¿Cuál es la PPN y la PPB del lago en g C/m2.hora? (b) ¿Y la PPN en g C/m2.día? Supondremos que el dia tiene 12 horas de luz y que la medición realizada es representattiva de las horas de luz. (b)
Producción primaria - acuática PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción primaria - acuática En un lago eutrófico (rico en nutrientes) se ha medido la producción primaria con el método de las incubaciones y la dterminación del oxígeno disuelto. Las incubaciones han durado 4 horas y los resultados de las determinaciones de oxígeno han sido los siguientes: [O2]i= 9 mg O/L, [O2]l= 10 mg O/L y [O2]o= 8 mg/L. (a) Si la zona fótica del lago tiene 5 m de profundidad, ¿Cuál es la PPN y la PPB del lago en g C/m2.hora? (b) ¿Y la PPB y PPN en g C/m2.día? Supondremos que el dia tiene 12 horas de luz y que la medición realizada es representattiva de las horas de luz. (b) PPB (dia)= PPB (horas) · 12 horas = 12 · 0.94 = 11.3 g C/m2 .dia R (dia)= R (horas) · 24 horas = 24 · 0.47 = 11.3 g C/m2 .dia PPN (dia) = 0
Producción secundaria PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción secundaria Según los valores de la tabla dada (a) ¿Qué producción secundaria de herbívoros podríamos esperar de un prado que produce 300 g C/m2.año? (b) Supongamos que una cuarta parte de la producción primaria es consumida por herbívoros, mientras que el resto entra directamente en la vía de los detritívoros. Si todos los herbívoros fueran conejos, ¿Qué producción secundaria de conejos esperaríamos? Y si los herbívoros fuesen insectos fitófagos?
Producción secundaria PROBLEMAS ECOSISTEMA Producción secundaria Según los valores de la tabla dada (a) ¿Qué producción secundaria de herbívoros podríamos esperar de un prado que produce 300 g C/m2.año? (b) Supongamos que una cuarta parte de la producción primaria es consumida por herbívoros, mientras que el resto entra directamente en la vía de los detritívoros. Si todos los herbívoros fueran conejos, ¿Qué producción secundaria de conejos esperaríamos? Y si los herbívoros fuesen insectos fitófagos?
Biomasa del ecosistema PROBLEMAS ECOSISTEMA Biomasa del ecosistema (en equilibrio) Un ecosistema terrestre tiene una producción primaria bruta anual constante a lo largo del tiempo de 1 t MO/ha.año. La respiración anual equivale al 10% de la biomassa acumulada. (a) ¿Qué biomassa alcanzará este ecosistema en el equilibrio? (b) ¿Cuál es la producción de O2 de este ecosistema en el equilibrio?
Biomasa del ecosistema PROBLEMAS ECOSISTEMA Biomasa del ecosistema (en equilibrio) Un ecosistema terrestre tiene una producción primaria bruta anual constante a lo largo del tiempo de 1 t MO/ha.año. La respiración anual equivale al 10% de la biomassa acumulada. (a) ¿Qué biomassa alcanzará este ecosistema en el equilibrio? (b) ¿Cuál es la producción de O2 de este ecosistema en el equilibrio?
Biomasa del ecosistema PROBLEMAS ECOSISTEMA Biomasa del ecosistema (en equilibrio) Un ecosistema terrestre tiene una producción primaria bruta anual constante a lo largo del tiempo de 1 t MO/ha.año. La respiración anual equivale al 10% de la biomassa acumulada. (a) ¿Qué biomassa alcanzará este ecosistema en el equilibrio? (b) ¿Cuál es la producción de O2 de este ecosistema en el equilibrio? B = constante PPB = PPN (=0) + R
(240J/m2.s)·(31536000 s/any)·(1MJ/106J) = 7568.6 MJ/m2.any Problema EJEMPLO. Un bosque recibe una radiación anual promedio de 240 W/m2. La producción neta de madera es de 5 T/ha.año. ¿Qué proporción de energía queda almacenada en la madera respecto a la total recibida? (240J/m2.s)·(31536000 s/any)·(1MJ/106J) = 7568.6 MJ/m2.any 5(t/ha.any)·106g/1t)·(18KJ/1 g)·(1MJ/1000KJ)·(1ha/104m2) = 9 MJ/m2.any 9 MJ/m2.any/ 7568.6 MJ/m2.any = 0.14%
A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? 0.7 W/m2 Biomasa vegetal
0.7 W/m2 A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? Biomasa vegetal (0.7W/m2)·(1J/1 W.s)·(1KJ/1000 J)·(1g m.o seca/1KJ)· (0.125g m.o fresca (biomasa)/1g m.o seca) ·(31·106 s/1 año)
A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? 0.7 W/m2 Biomasa vegetal (0.7W/m2)·(1J/1 W.s)·(1KJ/1000 J)·(1g m.o seca/1KJ)· (0.125g m.o fresca (biomasa)/1g m.o seca) ·(31·106 s/1 año) 2.7 kg biomassa/m2 ·año
0.7 W/m2 2.7 kg biomassa/m2 ·año 19000 kg A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? 0.7 W/m2 Biomasa vegetal (0.7W/m2)·(1J/1 W.s)·(1KJ/1000 J)·(1g m.o seca/1KJ)· (0.125g m.o fresca (biomasa)/1g m.o seca) ·(31·106 s/1 año) 2.7 kg biomassa/m2 ·año Camp Nou (~7000 m2) 19000 kg Biomassa Camp Nou/año
0.7 W/m2 2.7 kg biomassa/m2 ·año 19000 kg 1900 kg A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? 0.7 W/m2 Biomasa vegetal (0.7W/m2)·(1J/1 W.s)·(1KJ/1000 J)·(1g m.o seca/1KJ)· (0.125g m.o fresca (biomasa)/1g m.o seca) ·(31·106 s/1 año) 2.7 kg biomassa/m2 ·año Camp Nou (~7000 m2) 10% aprovechado 19000 kg Biomassa Camp Nou/año 1900 kg Biomassa Camp Nou/año
0.7 W/m2 2.7 kg biomassa/m2 ·año 19000 kg 1900 kg 4 vacas /año A CUANTOS HUMANOS PUEDE ALIMENTAR EL « CAMP NOU »? 0.7 W/m2 Biomasa vegetal (0.7W/m2)·(1J/1 W.s)·(1KJ/1000 J)·(1g m.o seca/1KJ)· (0.125g m.o fresca (biomasa)/1g m.o seca) ·(31·106 s/1 año) 2.7 kg biomassa/m2 ·año Camp Nou (~7000 m2) 10% aprovechado 19000 kg Biomassa Camp Nou/año 1 vaca = 500 kg 1900 kg Biomassa Camp Nou/año 4 vacas /año
SOSTENIBILIDAD 19000 kg 1900 kg 19000 kg 190 kg 380 kg 10% aprovechado Biomassa Camp Nou/año 1900 kg Biomassa Camp Nou/año 19000 kg Biomassa Camp Nou/año 10% aprovechado 2% aprovechado 190 kg Biomassa Camp Nou/año 380 kg Biomassa Camp Nou/año SOSTENIBILIDAD