MODELOS DE TRANSMISION DE ENERGIA Y MATERIA EN ECOSISTEMAS.

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1 MODELOS DE TRANSMISION DE ENERGIA Y MATERIA EN ECOSISTEMAS

2 CONCEPTOS GENERALES DE ECOSISTEMA  DEFINICIÓN DE SISTEMA: conjunto de elementos inter relacionados que bajo el efecto de un impulso genera una respuesta  TIPOS DE SISTEMAS (en función del flujo de energía y materia) Aislados (NO intercanvio ni de MATERIA ni de ENERGÍA Cerrados (SI intercanvio de ENERGÍA NO de MATERIA Abiertos  SUBSISTEMAS DE LA TIERRA Litosfera Biosfera Atmosfera Hidrosfera

3 CONCEPTOS GENERALES DE ECOSISTEMA  CONCEPTO DE HOMEOSTASIS: conjunto de mecanismos de los seres vivos que les permiten mantenerse en las condiciones optimas para la vida.  CONCEPTO DE TOLERANCIA: conjunto de condiciones en las que puede vivir un ser vivo  CONCEPTO DE NICHO ECOLÓGICO: conjunto de condiciones OPTIMAS en las que puede vive un ser vivo

4 TRANSMISION DE ENERGIA EN ECOSISTEMA ORGANISMO MATERIA (MICRO Y MACRO NUTRIENTES) & ENERGIA ORGANISMO (crecimiento) ó ORGANISMO (reproducción)

5 CONCEPTOS GENERALES DE ECOSISTEMA  PROCESOS DE INTERCANVIO (materia y energía) PRINCIPALES (del ecosistema FOTOSINTESIS ASIMILACIÓNRESPIRACIÓN

6 Nivel autotrófico  plantas Prod. primarios PRODUCTORES SECUNDARIOS Nivel heterotrófico I  herbívoros Nivel saprofítico  descomponedores COmpuestos inorgánicos  CO 2, SO 4 -, NO 3 -,... BIOSFERA LITOSFERA HIDROSFERA ATMÓSFERA Nivel heterotrófico II  carnívoros TRANSMISION DE MATERIA EN ECOSISTEMA

7 12 3 4 Descomposición Pastoreo TRANSMISION DE ENERGIA EN ECOSISTEMA

8 MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS dV/dt=E-S dV/dt=E-(k.V) dV/dt=E-(k.V*)=0 equilibrio V*=E/k MODELO DE OLSON

9 MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS Un bosque boreal viejo contiene 20 kg m.o/m2 de hojarasca. Se calcula que con el calentamiento que esta experimentando el planeta la temperatura de las zonas boreales aumentará unos 6ºC durante el siglo XXI y que esto conllevará un aumento del 50% de la constante de descomposición de la hojarasca. Si suponemos que la producción de hojarasca no variarà apreciablemente en el futuro, ¿Cuál será el nuevo contenido en hojarasca en el suelo de este bosque una vez se haya llegado al equilibrio? MODELO DE OLSON

10 MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS MODELO DE OLSON Un bosque boreal viejo contiene 20 kg m.o/m2 de hojarasca. Se calcula que con el calentamiento que esta experimentando el planeta la temperatura de las zonas boreales aumentará unos 6ºC durante el siglo XXI y que esto conllevará un aumento del 50% de la constante de descomposición de la hojarasca. Si suponemos que la producción de hojarasca no variarà apreciablemente en el futuro, ¿Cuál será el nuevo contenido en hojarasca en el suelo de este bosque una vez se haya llegado al equilibrio? H* f, a =V (t=0; t=n) L=E=prod. Hojarasca k f,a = descomposición V*=E/kdV/dt=E-(k.V)

11 MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS H* f /H* a =(L/k f )/(L/k a ) =K a /K f =k a (1.5k a )=2/3 MODELO DE OLSON Un bosque boreal viejo contiene 20 kg m.o/m2 de hojarasca. Se calcula que con el calentamiento que esta experimentando el planeta la temperatura de las zonas boreales aumentará unos 6ºC durante el siglo XXI y que esto conllevará un aumento del 50% de la constante de descomposición de la hojarasca. Si suponemos que la producción de hojarasca no variarà apreciablemente en el futuro, ¿Cuál será el nuevo contenido en hojarasca en el suelo de este bosque una vez se haya llegado al equilibrio? H* f, a =V (t=0; t=n) L=E=prod. Hojarasca k f,a = descomposición V*=E/k

12 MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS MODELO DE OLSON 13.3 kg MO/m2 DÓNDE ESTÁ EL RESTO DE Carbono? Un bosque boreal viejo contiene 20 kg m.o/m2 de hojarasca. Se calcula que con el calentamiento que esta experimentando el planeta la temperatura de las zonas boreales aumentará unos 6ºC durante el siglo XXI y que esto conllevará un aumento del 50% de la constante de descomposición de la hojarasca. Si suponemos que la producción de hojarasca no variarà apreciablemente en el futuro, ¿Cuál será el nuevo contenido en hojarasca en el suelo de este bosque una vez se haya llegado al equilibrio? H* f, a =V (t=0; t=n) L=E=prod. Hojarasca k f,a = descomposición V*=E/k H* f /H* a =(L/k f )/(L/k a ) =K a /K f =k a /(1.5k a )=2/3

13 FLUX DE MATERIA – Model de circulació Cíclica de nutrients de Lotka X1X1 X2X2 X3X3 g 1.X 1 g 2.X 1 g 3.X 1 Supòsits: -Fluxes de 1er ordre -Fluxe de sortida presenta proporcionalitat amb el contingut del compartiment

14 FLUX DE MATERIA – Model de circulació Cíclica de nutrients de Lotka

15 FLUX DE MATERIA – Model de circulació Cíclica de nutrients de Lotka Problema exemple: Suposem que tenim un ecosistema aquàtic tancat format per tres compartiments i un nutrient que circula ciclicament entre ells segons el model de Lotka. Els coeficients g 1 = 1 any-1, g 2 =0.1 any -1 i g 3 =0.01 any -1.

16 FLUX DE MATERIA – Model de circulació Cíclica de nutrients de Lotka X 1 =0.009·M X 3 =0.9·M X 2 =0.09·M g 1 =1 g 2 =0.1 g 3 =0.01 P dissolt P Biomassa planctónica P necromassa Aproximadament el 90% del nutrient està retingut en el compartiment 3. Logicament El nutrient s’acumula en el compartiment que té un g menor. Aquest exemple aplicat Al fósfor mostra perque en sistemes aquâtics mormalment el P és un nutrient limitant.