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1. Clases Anteriores:
Flujo de materia y energía
Producción primaria neta
Determinantes de la producción primaria neta
Ciclos de la materia. Principales elementos:
Agua
Oxígeno
Fósforo
Azufre
Potasio
Nitrógeno
Carbono

2. Bibliografía
Begon, M, CR Townsend & JC Harper. 2006. Ecology.
From individuals to ecosystems. Blackwell Publishing
Ltd. EEUU. 4 th Edition. 759 pp
Ricklefs, Robert E. 1998. Invitación a la ecología. La
economía de la naturaleza. Editorial Médica
Panamericana. 4ª edición.
Rodríguez, Jaime. 2001. Ecología. Ediciones
Pirámide. Colección Ciencia y Técnica.
Smith, Robert L & Thomas M. Smith. 2001. Ecología.
4a edición. Addison Wesley.
Stiling, Peter D. 1996. Ecology. Theories and
applications. 2a edición. Prentice Hall.
Townsend CR, JC Harper & M Begon. Essentials of
Ecology. 1st Edition. Blackwell Sci. Oxford
.

3. Ciclos biogeoguímicos 1
Ciclos biogeoquímicos
Los nutrientes fluyen desde componentes del ecosistema no
vivos a los vivos y viceversa, en forma más o menos cíclica
CO2
CO2
O2
O2
N2
SO4
S2
PO4
Gaseoso
Sedimentario
Ciclos gaseosos: globales

4. Compuestos inorgánicos
accesibles
Agua. Aire, Suelo
Compuestos orgánicos Compuestos orgánicos fósiles
Rocas,
sedimentos
marinos
Seres vivos
Biósfera
Depósitos en
tierra y océanos
Compuestos
inorgánicos
inaccesibles
Modelo de Compartimentos del ecosistema
Erosión
meteorización
Sedimentación
Combustión, erosión
Asimilación
FS
Desasimilación
R

5. Aportes y salidas de nutrientes en un sistema terrestre
Ingresos
Egresos
Reciclado
Erosión de roca
madre
Desde la
atmósfera
Caída con la lluvia
Depósito de
partículas sólidas
Aportes hidrológicos
Actividades humanas: fijación de N,
fertilización
Por arroyos
y ríos
Escurrimiento
y lavado
Combustión
Deforestación
Cosechas
CO2, N2
Ca, Fe, Mg, P, K
SO2, NOx, Na, Mg,
Cl, S
Ca, K, S
A la atmósfera

6. Circulación de elementos en lagos
Desde
sedimentos, rocas
Arroyos y ríos
Vegetación
costera
Intercambio con
la atmósfera
Reciclado
Aguas subterráneas

7. Espiral de
nutrientes
Humedal
Circulación de nutrientes en cuerpos de agua lóticos
Hay mayor
proporción
de espiralado

8. Ejemplo de espiralado: contribución de larvas de mosca negra
Se desarrollan en agua que
corre, adheridas a rocas.
Consumen materia orgánica
fina particulada e impiden que
escurra aguas abajo. Producen
pellets fecales que decantan y
son alimento de detritívoros
Mosca negra: hematófaga,
transmite enfermedades

9. Ingresos
Egresos
Reciclado
Sistema terrestre
Egresos
Ingresos
Reciclado
Arroyos y ríos

10. El ciclo del agua
97,571%
0,001%
2,428%
Evaporación Precipitación
Evapotranspiración
Escurri
miento
Tiempo de residencia del agua en la atmósfera: 2 semanas
Origen del agua=
emanaciones volcánicas
Procesos que impulsan el ciclo= evaporación y condensación
(físicos)
Cambios de
estado
110.0000
km3
73.333
km3
40.000 km3

11. ¿De qué depende la relación del contenido de agua entre
compartimentos?
Agua líquida
Vapor de agua
Agua congelada
Condensación
Evaporación
Temperatura
Núcleos de
condensación
Descenso crioscópico
por contaminantes
Núcleos de
condensación
Contaminación
(hollín)
Naturales
Contaminantes

12. ¿Cómo influye la temperatura en el balance
entre compartimentos?
T· Derretimiento hielos
Aumento del nivel del mar
Más vapor de agua en la atmósfera
flotantes continentales
Mayor temperatura del agua

13. Los reservorios de agua
Océanos y mares
Ríos, arroyos
bañados
Aguas
subterráneas
Capas de hielo, suelos congelados
(permafrost), hielos flotantes
Agua en la atmósfera
Agua dulce
2,6%
Accesible sólo 0,003% del total
Distribución del agua en la Tierra
Océanos
Atmósfera
Suelo
Si se derriten y van al
mar se pierde la reserva
Permiten tránsito

14. Ciclos biogeoguímicos 1
Disponibilidad de agua en Argentina: 21981 m3 por año por
habitante
Camilloni y Vera.
2006. Eudeba m3 = 1000
litros
El agua es un recurso escaso

15. Problemas con el uso del agua
•Sobreexplotación
•Contaminación
Ascenso. Salinización del agua
Nitratos
Arsénico
Aguas cloacales
Lixiviados de rellenos sanitarios
12.000 km3 en el mundo

16. En Argentina el 75% del territorio es árido o semiárido:
hay déficit hídrico
Sólo la Mesopotamia y la Cordillera Patagónica disponen
de agua superficial potabilizable
A nivel país, 50% del agua utilizada proviene de la
superficie y el 50 % es agua subterránea
En el conurbano bonaerense, el uso de agua
subterránea era de más del 62% hasta 1990, cuando
pasó a utilizarse agua del Río de la Plata, disminuyendo
el uso de agua subterránea al 5%.
Esto condujo al ascenso del nivel freático y problemas
de inundaciones
http://www.filo.uba.ar/contenidos/investigacion/institutos/
geo/gaye/archivos_pdf/AguaFuentedeVida.pdf
Situación en Argentina

17. Acuíferos: Formaciones geológicas capaces de almacenar
agua
Acuífero confinado: acuífero delimitado por material impermeable
Acuífero libre: acuífero no delimitado
Zona de recarga: por donde ingresa agua al acuífero
Napa freática: agua bajo la superficie
Nivel freático: profundidad de la napa freática, separación entre suelo
saturado y no saturado
Nivel piezométrico: altura del agua si no estuviera confinada
Cicerone, Sánchez- Proaño y Reich. 2005

18. Ciclos biogeoguímicos 1
Acuífero Guaraní:
Brasil, Paraguay,
Uruguay y Argentina.
Cuencas del Uruguay
y Paraná
1.190.000 km2 de
superficie
37.000 km3 de
agua
1 km3 = 109 litros
Acuíferos en la región
pampeana: Guaraní y Puelche
Profundidad
máxima: 1800 m2
Recarga por
precipitaciones

19. Ciclos biogeoguímicos 1
Acuíferos Pampeano y Puelche. NE de la Pcia de Buenos
Aires, Pcias Santa Fe, Entre Ríos, Corrientes y Córdoba.
Extracciones domiciliarias: del Pampeano
Extracciones de los municipios, industrias: Puelche
Auge et al.
2003
Superficie: 240.000 km2

20. Ciclos biogeoguímicos 1
Problemas de uso del acuífero Puelche. Cicerone,
Sánchez- Proaño y Reich. 2005

21. Ciclos
Problemas de salinización del agua y la superficie del suelo
Las aguas superficiales pueden ser dulces pero las profundas
suelen ser salinas, por descenso de aguas con sales en
solución o por la intrusión de agua marina en zonas costeras
Al extraer aguas superficiales suben las aguas profundas
salinas y en zonas costeras provocan el ingreso de agua de
mar.
Al evaporarse el agua en superficie forma una capa
de sal

22. Ciclos biogeoguímicos 1
Problemas de salinización en
Sistemas agrícolas irrigados
Áreas urbanas con gran demanda de agua
Exceso de riego, acumulación
de agua en superficie,
evaporación, concentración
de sales en superficie
Valle del Tulúm, San Juan
Un 10 % de la superficie agrícola bajo riego está afectada por
sales y 10 millones de hectáreas dejan de ser productivas por
salinización
Se estima que una tercera parte de suelos agrícolas en zonas
áridas y semiáridas son afectados por sales

23. Ciclos biogeoguímicos 1
Ciclo del
oxígeno
O2 disuelto
O2
R
FS
FS
R
Principal reservorio
para los organismos
vivos: el aire y el agua
La atmósfera primitiva
no tenía O2
El enriquecimiento
en O2 se debió a la
FS
9,3 mg/l en el agua a 20 ·C
21%
0,0009%
Origen: Fotodisociación del vapor de
agua
FS

24. El ozono: O3 – La formación de
ozono absorbe radiación UV
Troposfera
Estratosfera
biosfera
12 km
45 km
O2 + UV < 240 nm O + O
O2 + O + M
O3 + UV < 310 nm
O3+M Ozogénesis
O2 + O
O + O3 O2 + O2
Ozonólisis
>UV
< UV
Absorbe parte de la energía

25. Diferencias en la absorción de luz UV de distintas longitudes de
onda
UV A
320- 400 nm
Poco
perjudicial
UV B
290- 320 nm
UV C
200- 290 nm
Es la que
produce
más daño
Muy perjudicial
Muy
absorbida

26. Efecto del Cl sobre el equilibrio en la concentración de
ozono
Cl + O3
ClO + O2
ClO + O
Cl + O2
Balance neto
O3 + O O2 + O2
1 átomo de cloro puede destruir 100.000 moléculas de ozono
CFC + UV
Cl2 + UV Cl + Cl

27. Efecto de otros compuestos sobre el equilibrio en la
concentración de ozono
NO + O3 NO2 + O2
NO2 + O NO + O2
O3 + O O2 + O2
Balance neto
Oxidación de
Combustibles
fósiles

28. Formación y distribución del ozono

29. Distribución del ozono en la atmósfera
Zona de
producción
Tierra < O3
> O3
> O3
Agujero de
ozono
N
S
Camilloni y Vera. 2006. Eudeba
Circulación en la
estratósfera
260 UD
> 400 UD
< 220 UD en P y V

30. ¿Por qué se produce el agujero de ozono?
Camilloni y Vera. 2006. Eudeba
Durante la noche polar
Estratósfera
Descenso de T·
Descenso de aire
Vórtice ciclónico
No hay
intercambi
o de aire
Cl2
Formación de Cl2
Primavera: Cl2 + UV
Cl
O3

31. Medidas de ozono atmosférico: a partir de 1980
Se detectó descenso en primavera, especialmente
en la Antártida. Diferencia entre invierno y verano >
50%
Satélites Ozonosondas en globos
Unidades: moléculas de O3/cm3 de aire
Unidades Dobson: Cantidad total de ozono
presente en una columna de atmósfera.
Una unidad Dobson: capa de 0,01cm de
espesor de ozono puro a 1 atm de presión
O3

32. Ciclos biogeoguímicos 1
Variación en el agujero de ozono entre octubre 1979 y octubre
1990

33. Daños producidos por la radiación UV B
Cáncer de piel
Trastornos del sistema inmunológico
Afecta huevos de anfibios y reptiles
Penetra hasta 20 m de profundidad en cuerpos de
agua
Causa mortalidad y descenso de productividad
del fitoplancton
Afecta el ADN

34. Protocolo de Montreal
1985. Convención de Viena
1987. Firma del Protocolo. Compromiso:
reducción de emisiones de Clorofluorocarbonados
a la mitad a fines del siglo XX
1989. Entrada en vigencia del Protocolo.
1990, 1992, 1997, 1999. Enmiendas
•Concentración de cloro en la atmósfera inferior llegó a un
máximo
•En la estratósfera se espera que baje a partir del 2010
•Recuperación del ozono dentro de 50 años.

35. Ciclos biogeoguímicos 1
Ciclo del fósforo
Rocas y depósitos
naturales
Plantas
PO4
Fósforo
orgánico
Bacterias
fosfatizadoras
No hay
reacciones de
óxido
reducción
No hay
reservorio
atmosférico
Animales
10- 100 años en
tierra
100 x 1.000 años
en oceános
100.000.000 años

36. Ciclos biogeoguímicos 1
Efectos del hombre sobre el ciclo del fósforo
Enriquecimiento de aguas en fósforo
•por drenaje desde campos cultivados
•Detergentes
Eutroficación
•Aumento de la PPN
•Disminución de la diversidad
•Aumento de la turbidez

37. Atmósfera
Tierra
Océano
volcanes
fitoplancton bacterias
DMS y
H2S
Sulfatos
Lluvia o
seco
Sulfatos
Lluvia o
seco
sulfatos
sulfatos
Erosión
roca
Una menor
proporción del flujo
de S implica
reciclado interno en
las comunidades
acuáticas o terrestres
en comparación con
P o N
Ciclo del Azufre
sedimentario y gaseoso

38. Ciclo del azufre
SO4
Azufre
orgánico
Plantas y
microorganismos
Sulfuro
H2S, FeS
Azufre
elemental
SO3
Bacterias
fotoautótrofas
Bacterias quimioautótrofas
Desulfidración
(anóxica)
Animales y
microorganismos
Anoxia
Bacterias
Oxida-
ción
CH2O
+ reducido
+ oxidado

39. Ciclos biogeoguímicos 1
Ciclo del azufre
SO4
Azufre
orgánico
Plantas y
microorganismos
Sulfuro
H2S, FeS
Azufre
elemental
SO3
Bacterias
autótrofas
Bacterias quimioautótrofas
Desulfidración
(anóxica)
Animales y
microorganismos
Anoxia
Bacterias
Oxida-
ción
CH2O
+ reducido
+ oxidado
SO2
H2SO4

40. Atmósfera
Tierra
Océano
fitoplancton bacterias
nitratos
nitratos
bacterias
N2
NOx H2O HNO3
N
orgánico
Relámpagos
industria
amonio
Ciclo del Nitrógeno
Principalmente
gaseoso

41. Ciclo del nitrógeno
Nitrato
NO3
-
Nitrógeno
orgánico
+ reducido
+ oxidado
Amonio
Amonificación
Nitrito
NO2
Nitrificación
por bacterias
Nitrificación
por bacterias
NO
N2
Nitrógeno
molecular
Desnitrificación por
bacterias en
ausencia de oxígeno
Fijación
de N2
N2 O

42. Ciclos biogeoguímicos 1
Producción de lluvia ácida
NOx
bacterias

43. Daños que produce la lluvia ácida
Acidificación de
cuerpos de agua
Disminución de
peces, anfibios y
otros organismos
Deterioro de
bosques de
montaña
Corrosión
de edificios
y estatuas
El efecto sobre agua y suelo depende de la
capacidad de neutralización
pH en base de
nubes muy bajo: 3,6
Se diluye al precipitar: 4,6

44. Regiones del mundo más afectadas por la lluvia ácida

45. Ciclos C y N. 45
CO2 , CO, CH4= 720
C inorgánico= 37400
Roca sedimentaria: 340.000.000
Biomasa: 560
Biomasa= 3
C orgánico
disuelto= 1000
Materia muerta= 1200
Hidrocarburos fósiles= 3800
Unidades: Gt:
1017g
Distribución del Carbono en reservorios

46. Ciclos C y N. 46
Transformaciones del carbono a lo largo del ciclo
CO2
CH2O
Carbono
orgánico
+ Reducido
+ Oxidado
FS
consume
energía
Respiración
Libera
energía
Metano
CH4
Perdido hacia
la atmósfera
Metanogénesis
Ganancia neta
de energía
Con H2
sin O2
Liberación
de energía
Los cambios ocurren por acción de seres vivos H2O
H2O

47. 47
Efecto del hombre sobre el ciclo del carbono
CO2
CH2O
Carbono
orgánico
FS consume
energía
Respiración
Libera
energía
Metano
CH4
Perdido hacia
la atmósfera
Metanogénesis
Ganancia neta
de energía
Con H2
sin O2
Liberación
de energía
H2O
H2O
+
ganado
Deforestación disminuye
absorción de CO2
Combustión
+ por
nitrógeno

48. 48
Unidades: Gt:
1017g
60
60
120
2
5
105 + 2 105
Balance de emisiones y
consumos de CO2 de la
atmósfera
 Balance = 5
 Observado = 3 ¿?

49. Ciclos C y N. 49
CO2
Difusión y
disolución
CO2 + H2O FS
R
CH2O + O2
CH2O en MO muerta + O2
Sedimentación
R
CO2 + H2O
Zona sin luz
para FS
Zona con luz
para FS
Difusión y
afloramiento
“Bomba biológica de
carbono”: hay un transporte
de carbono hacia el fondo del
océano
C en sedimentos
Sedimentación