ECOLOGIA

1. ENERGIA Y PRODUCTIVIDAD
DE LOS ECOSISTEMAS
MVZ. ALAN ATORA

2. ENERGIA RADIACION SOLAR Y
TERRESTRE
Energía
El término energía (energía, actividad, operación; /energos = fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones
y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía»
se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural
(incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico.

3. la energía fluye en el ecosistema de acuerdo a las leyes de la
termodinámica, que son dos:
1. Primera Ley de la termodinámica: La energía se conserva y se
transforma de una clase a otra, no se crea ni se la destruye.
2. Segunda ley de la termodinámica: La energía se degrada al
transformarse de una clase a otra, de una forma concentrada a una forma
dispersa. En promedio, el 2 % de la energía luminosa recibida por los
vegetales se convierte en energía química, contenida en los tejidos
vegetales, el 98% restante se convierte en energía calórica, que es liberada
por los organismos vegetales. Al pasar la energía de un organismo a otro
gran parte se convierte en calor, que sale del ecosistema, la energía que
queda en el ecosistema es mínima pero de mayor calidad.

4. FLa energía se nos puede presentar de muchas formas y algunas de las más importantes
son:
· Energía cinética, es la que tiene un cuerpo que se halla en movimiento, por
ejemplo un coche circulando por una carretera.
· La energía potencial, es la que tiene un cuerpo que está a cierta altura sobre
superficie terrestre.
· La energía química, es la que almacenan los alimentos, las pilas o los
combustibles.
· La energía calorífica, es la que se transmiten dos cuerpos que están a diferentes
temperaturas: el caliente al frio.
· La energía eólica, es la energía contenida en el viento.
· La energía solar, es la energía contenida en la radiación solar.
· La energía nuclear, es la energía liberada a partir de la fisión del uranio y otras
sustancias radiactivas.
Formas
de
energía

5. FUENTES
DE
ENERGIA
FUENTES DE ENERGIA NO
RENOVABLES
FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES
A
B

6. Fuentes de energías no renovables
Llamamos energías no renovables a aquellas que se obtienen de los combustibles fósiles, combustibles
que no se renuevan, sino que al ser usadas se agotan y contaminan el medio ambiente.
Prácticamente todas las actividades que se desarrollan en la moderna sociedad tecnológica
utilizan fuentes de energía no renovables, que no son renovables porque no tienen posible sustitución
una vez agotadas o, dicho de otro modo, el ciclo cronológico de formación es tan largo que no es
posible su restauración. El carbón o el petróleo existen en cantidades limitadas y se consumen a un
régimen mayor que el de su producción.

7. Llamamos energías renovables o alternativas a las energías limpias y que
no se agotan al usarlas. Al encontrarse en cantidades infinitas puede
renovarse tan pronto como es consumida. Este tipo de energía se obtiene
por el aprovechamiento de procesos energéticos naturales, como la
fuerza del sol, del viento o de! agua de los ríos y del mar. Sus ventajas
principales son que no produce residuos contaminantes, por eso se dice
que es limpia y que es inagotable.
Fuentes de energías renovables

8. C
Fuentes de energías renovables
Energía solar: El sol emite una gran cantidad de energía que es aprovechada por las plantas y animales.
Actualmente también se está aprovechando para generar energía eléctrica por medio de paneles solares,
especialmente en el medio rural.
Energía eólica: Las corrientes de aire contienen energía eólica, que es aprovechada para
transporte fluvial, extracción de agua subterránea, generación de energía eléctrica, especialmente en
el medio rural.
Energía geotérmica: Es la energía calórica contenida en e! seno de la tierra, aprovechada especialmente
en los países desarrollados y de inviernos muy fríos.
Con la inyección y extracción de agua al seno de la tierra, el agua se caliente y puede ser aprovechada
para generar energía termoeléctrica y otros usos.
Biocombustibles: El ALCOHOL, podría ser utilizado con éxito para motores de combustión interna. Al ser
obtenido de plantas que crecen con rapidez, se convertiría en una fuente de energía" renovable
de interés. Otro importante biocombustible es el B10GAS, que podría obtenerse del reciclaje de basura u
otros materiales orgánicos.
Energía hídrica: La energía del agua represada, del oleaje o de mareas, puede accionar turbinas que
transforman ese recurso mecánico en energía hidroeléctrica. En el país tenemos algunas represas

9. RADIACION SOLAR Y
TERRESTRE
Los organismos que habitan en la superficie terrestre reciben continuamente Radiación
Solar (RS) y Radiación Terrestre (RT), ambos tipos de energía contribuyen a generar el
ambiente energético y climático de un lugar. El planeta tierra recibe radiación solar en
sus distintas longitudes de onda y la refleja en forma de radiación terrestre o térmica. La
radiación terrestre es mayor en los centros urbanos y menor en las áreas rurales, los
materiales inorgánicos utilizados en la infraestructura urbana aumentan la RT, la
agricultura mecanizada también incrementa la RT, factor que ocasiona el déficit hídrico
de los cultivos.
A

10. RADIACIONES
SOLARES
radiaciones solares, que en un día despejado llegan a la superficie terrestre en las
siguientes proporciones:
1. Radiaciones Ultravioletas (muy cortas)
2. Radiaciones Visibles (cortas)
3. Radiaciones Infrarrojas (largas)

11. 1. Espectro solar
El arco iris es un espectro solar que
resulta de la descomposición de la
radiación solar luego de una lluvia. A
continuación se presenta la tabla del
espectro solar con sus colores y
longitudes de onda de cada radiación
solar

12. 2. BALANCE TÉRMICO
DE LA ATMÓSFERA
La curvatura de la tierra, el espesor y
transparencia de la atmósfera, el tipo de
cobertura de la tierra, son características
biofísicas de la tierra que hacen que la RS no
llegue en la misma proporción al planeta
tierra, sin embargo, podemos adoptar un
promedio de radiación solar que llega a la
Biosfera de 2 cal/cm2/min, de la cual solo 1
cal/cm2/min llega a la superficie terrestre, lo
demás es atenuada por la atmósfera.
La Radiación solar que llega hasta la capa
autotrófica (superficie terrestre) es variable,
según las zonas climáticas del mundo:
Zona fría : 1000 Kcal/m2/día
Zona templada: 4500 “ “
Zona tropical : 8000

13. CADENAS
Y
REDES
ATROFICAS RED ALIMENTICIA
TIPOS DE CADENAS ALMENTICIAS
CADENAS ALIMENTICIAS

14. 1. Red alimenticia
Por tanto, cadena alimenticia es, una serie de
organismos relacionados por la nutrición, donde unos
comen y otros son comidos.

15. Cada eslabón de la cadena representa un nivel trófico,
correspondiendo a los vegetales el primer nivel, a los
herbívoros al segundo nivel, a los carnívoros 1 el tercer
nivel, a los carnívoros 2 el cuarto nivel trófico. Las
cadenas tróficas no se encuentran aisladas, por el
contrario, éstas se interconectan entre sí para formar
una red trófica, semejante a un sistema de comunicación
e información.

16. 2. Tipos de cadenas alimenticias
Existen dos tipos de cadenas alimenticias, de
apacentamiento y de detritus. Las primeras
empiezan en un organismo vegetal vivo y
termina en un pequeño número de
depredadores; en cambio, la segunda empieza
en organismos muertos o restos de organismos
y termina en un gran número de
depredadores.

17. En todo los ecosistemas, ambas cadenas están
interconectadas, porque no todo el alimento
que consumen los herbívoros se asimila,
como el estiércol, detritus orgánicos, que
van a las cadena de De manera general
ambos tipos de cadena son:

18. PRODUCTORES HERBIVOROS CARNIVOROS
DETRITUS DETRITOFAGOS CARNIVOROS

19. Flujo de energia y
productividad
La energía fluye en el ecosistema a través de las
cadenas tróficas o redes alimenticias, donde los
productores introducen la energía a los ecosistemas
y la transforman en energía química por medio de la
fotosíntesis, los consumidores la transforman por medio
del metabolismo animal, los descomponedores liberan la
energía contenida en la materia orgánica no utilizada
por las plantas y animales, tales como estiércol, restos
animales y vegetales.

20. Todo ser vivo necesita recibir una cierta
cantidad de energía para cumplir sus
funciones biológicas, tales como:
Metabolismo, desplazamientos, crecimiento,
reproducción. El flujo de energía a través
de los diferentes niveles tróficos de una
cadena alimenticia se expresa en
términos de biomasa producida o
asimilada por cada uno de los niveles
tróficos de las cadenas alimenticias.

21. productividad
primaria
1
productividad
secundaria
2
CLASES DE PRODUCTIVIDAD
DE LOS ECOSISTEMAS

22. La productividad primaria se refiere a la
productividad de los organismos productores y
consta de 2 fases principales:
1. PPB: Es la tasa total de materia orgánica
elaborada por los productores mediante la
fotosíntesis vegetal. En promedio, la PPB es el 2 %
de la radiación solar que llega a la superficie
terrestre.
Productividad primaria

23. 2. PPN: Es la tasa de materia orgánica
almacenada y no utilizada por los
productores: PPN = PPB - RA = PPB/2. RA
es la materia orgánica respirada por los
autótrofos, que en promedio representa el
50 % de PPB.

24. Es la tasa de asimilación o almacenamiento
de la materia orgánica por parte de los
consumidores y descomponedores, que para
el caso del consumidor 1 (herbívoros) es: PS1 =
A1 - R1 = A1/2, donde A1 es el total de materia
orgánica asimilada o consumida por el
consumidor 1, R1 son las pérdidas de
materia orgánica por respiración del
consumidor 1, equivalente también al 50% de
A1
Productividad secundaria

25. Las plantas fijan entre el 1- 3 % de la radiación
luminosa recibida y los animales aprovechan una
pequeña parte de la energía procedente del eslabón
anterior (10 - 20 %), lo demás se pierde en forma de
calor y desechos o residuos orgánicos. En los
animales homeotermos, una parte del calor disipado
sirve para mantener la temperatura corporal; en
cambio, los poiquilotermos necesitan subsidios de
energía para mantener su temperatura, debiendo
recurrir a largas exposiciones solares.

26. DETERMINACION DE LA
PRODUCTIVIDAD
La productividad es uno de las variables
más importantes para medir la eficiencia
ecológica de los ecosistemas.

27. Los productores sintetizan y almacenan
materia orgánica, los consumidores asimilan
y almacenan esa materia orgánica; por
tanto, ahora corresponde estudiar la
proporción entre la cantidad total de
nutrientes ingresados y la biomasa producida
por los organismos vivos del Ecosistema.

28. Otro procedimiento para medir la tasa de
productividad de un ecosistema es el
siguiente:
P% = BTBPxP100%
Dónde: BP = biomasa producida, BT =
biomasa total

29. Cuando las condiciones físicas y químicas
son favorables, se registran elevadas tasas
de productividad de los ecosistemas. Al
evaluar la productividad de un
ecosistema debe considerarse la
naturaleza y magnitud no solo de las fugas
de energía durante el proceso productivo,
sino que también se debe considerar los
subsidios de energía, en el caso de

30. 1. Plantas herbáceas: Cada año se extraen
muestras de plantas completas, se las
deshidrata y pesan, y en el laboratorio se
determinan la cantidad de calorías/m2/
año. Estas operaciones se repiten
periódicamente con el objeto de estimar
la productividad primaria promedio.

31. Animales: En animales estabulados es fácil
el pesado periódico; en cambio, en
animales silvestres es más difícil,
debiendo recurrir a métodos de
capturas y recapturas periódicas.

32. Ciclos principales de
la materia
La energía fluye en el ecosistema a través de las cadenas
tróficas o redes alimenticias, donde los productores
introducen la energía a los ecosistemas y la
transforman en energía química por medio de la
fotosíntesis, los consumidores la transforman por medio del
metabolismo animal, los descomponedores liberan la
energía contenida en la materia orgánica no utilizada por
las plantas y animales, tales como estiércol, restos animales
y vegetales.

33. Todo ser vivo necesita recibir una cierta
cantidad de energía para cumplir sus
funciones biológicas, tales como: Metabolismo,
desplazamientos, crecimiento, reproducción. El
flujo de energía a través de los diferentes
niveles tróficos de una cadena alimenticia
se expresa en términos de biomasa
producida o asimilada por cada uno de
los niveles tróficos de las cadenas

34. ciclo hidrologico

35. El papel del agua en el ciclo de la materia
es muy importante, porque el agua al
moverse comunica a los estratos terrestres:
litosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera,
pero, además, el agua es el solvente
universal y el medio de transporte de la
materia.

36. A través de las plantas, el agua pasa del suelo
a la atmósfera y regresa de nuevo a alimentar
a los acuíferos subterráneos.

37. EVAPORACION
El ciclo hidrológico es dirigido por la
energía solar y eólica, proceso que se
desarrolla en 4 fases, que son:
1
2
3 4
El agua de la
superficie
terrestre se
evapora por la
acción de la ES.
El agua extraída
del suelo por las
plantas es
transpirada a la
atmósfera por la
acción de la ES y
EQ (energía
química).
TRANSPIRACION PRECIPITACION
ESCORRENTIA
El agua contenida
en la atmósfera
por enfriamiento
se condensada y
precipita en forma
líquida o sólida, por
la acción de la
El agua precipitada
se escurre por la
superficie terrestre
y por los acuíferos
subterráneos, hasta
cerrar el ciclo.

38. El ciclo hidrológico es uno de los grandes ciclos que se
realizan en la tierra que, además de ser un medio de
comunicación entre los estratos terrestres, es un
poderoso mecanismo de higiene y limpieza de los
ecosistemas rurales y urbanos. El agua en su
movimiento transporta sedimentos minerales y
orgánicos para los ecosistemas y las plantas
transporta nutrientes o elementos químicos desde el
suelo hasta las hojas de las plantas para su nutrición.
Importancia ecológica

39. La erosión hídrica es causada por el movimiento del
agua en su fase de precipitación y escorrentía.
En tierras que carecen de cobertura vegetal son
susceptibles de ser arrastradas por las corrientes
superficiales del agua, dejándola sin uno de los
recursos naturales más valiosos como es el suelo,
pero además deja un paisaje muerto y erosionado,
Erosión hídrica

40. Debido a la esfericidad de la tierra y al espesor de la
capa atmosférica la tierra es calentada en forma desigual
La zona polar recibe menos radiación solar por unidad
de superficie que la zona tropical debido a que la
superficie de contacto y el espesor de la atmósfera en esa
zona son mayores, en comparación con la zona tropical,
siendo estas las causas para que la tierra presente
diferentes zonas de vida, que las resumiremos en 3 zonas
zona tropical, Zona templada y Zona fría.
Ciclo atmosférico

41. El movimiento del aire tiene mucha importancia
ecológica, puesto que regula la temperatura terrestre y
favorece la dispersión de plantas, animales y otros
materiales. Cuando no existen comentes de aire se
presentan fenómenos locales, como el efecto
invernadero, heladas, neblinas, polución del aire, etc. En las
ciudades industriales sin corrientes de aire la vida es cada
vez más difícil, puesto que se producen concentraciones
locales de residuos sólidos y gases tóxicos
Importancia ecológica

42. Las tierras áridas, sin cobertura vegetal y
con suelos arenosos son susceptibles de ser
afectadas por los vientos, que en algunos
casos los bosques y campos de cultivos son
enterrados por las dunas migratorias,
como es el caso del Parque Nacional
Lomas de Arenas de Santa Cruz.
Erosión eólica

43. El uso inadecuado de la tierra, como el
sobrepastoreo, el monocultivo, las quemas
frecuentes, el desmonte de tierras arenosas, que
una vez fueron hermosas praderas y bosques,
se han convertido en extensos desiertos. La
erosión eólica a desgastado y modelada la
superficie terrestre desde tiempos muy remotos y
continuará en la medida de los cambios
climáticos y geológicos que sucedan, pero

44. Ciclo biogeoquímico
El ciclo biogeoquímico o ciclo de los nutrientes, es un
proceso cíclico de los elementos químicos esenciales para
mantener los ecosistemas y la biodiversidad. La
biogeoquímica estudia el intercambio de los materiales entre
los componentes vivos y no vivos de la biosfera; esto es,
entre los componentes bióticos y abióticos del
ecosistema:
Biocenosis = biotipo

45. La estabilidad de los ecosistemas depende
de las plantas, no solo porque establecen el
ciclo de los nutrientes, sino también por
que introducen y disponen de la
energía necesaria para impulsar los ciclos
de la materia. El hombre tecnológico está
interfiriendo y alterando el ciclo de los
nutrientes a tal extremo de que en algunos
casos se tornan en procesos acíclicos.

46. Ciclo del nitrógeno
El ciclo del Nitrógeno es un ejemplo de ciclo
de tipo gaseoso muy complejo y bien
amortiguado, donde intervienen una serie
de microorganismos que viabilizan el
intercambio de materia entre los
organismos y su medio ambiente.

47. as plantas no pueden utilizar directamente
el N2 que se encuentra en la atmósfera, sino
que éste es arrastrado por la lluvia hasta el
suelo, desde donde es fijado por las
bacterias nitrificantes, para luego
entregárselas a las plantas superiores en
forma de compuestos nitrogenados
realizados. Otro grupo de bacterias
desnitrificantes se encargan de liberar el N2

48. Para una mejor comprensión, se
presenta a continuación un esquema del
Ciclo del Nitrógeno, donde se observa las
diversas fuentes del N2 y los
microorganismos necesarios para efectuar
los intercambios básicos entre los
organismos y el medio: Fases del ciclo del
nitrógeno:

49. 1. Amonización: Los restos orgánicos son
descompuestos por la acción bacteriana,
liberando el amoniaco NH3.
2. Nitrificación: Es la transformación del
amoníaco NH3 en nitrito N02- por la bacteria
nitrificante Nitrosomonas y el nitrato N03 -
por la bacteria nitrificante Nitrobacter.

50. 3. Asimilación del Nitrógeno: Se realiza
principalmente por el consumo de la comunidad
biológica y esto conlleva a la formación de
aminoácidos y proteínas (nitrógeno orgánico),
siendo aquí donde comienza realmente la cadena
biológica del nitrógeno bajo la forma de nitrógeno
orgánico.
4. Desasimilación del Nitrógeno: Proceso inverso al
anterior que se produce por acción catabólica de los

51. 5. Desnitrificación: Por bacterias desnitrificantes
y reductoras del nitrógeno, por medio de ellas
el N03- pasa a N02- pasa a N2, que es el
nitrógeno libre que retorna a la atmósfera.
6. Fijación del nitrógeno: Tiene particular
importancia ecológica. El nitrógeno N2,
procedente de la atmósfera es fijado por algunos
microorganismos que viven en simbiosis con

52. Bacterias Fijadoras: Rhizobium, Pseudomonas.
Bacterias Nitrificantes: Nitrosomonas, Nitrobacter.
Bacterias Desnitrificantes (descomponedoras):
Azobacter, Clostridium.
Algas azul-verdosas fijadoras: Nostoc, Anabaena.
Hongos Fijadores: Micorrizas.

53. Ciclo del carbono
Los seres vivos acuáticos toman el C02 del
agua. La solubilidad de este gas en el agua
es muy superior a la de otros gases,
porque reacciona con el agua formando
ácido carbónico.

54. Algunos organismos acuáticos convierten
parte del C02 en CaCO3, que necesitan
para formar sus conchas, caparazones o
masas rocosas en el caso de los arrecifes.
Cuando estos organismos mueren sus
caparazones se depositan en el fondo
formando rocas sedimentarias calizas, en el
que el C queda retirado del ciclo durante
miles y millones de años.

55. Este C volverá lentamente al ciclo cuando se
van disolviendo las rocas. El petróleo, carbón
mineral y la materia orgánica, acumulada en el
seno de la tierra, es el resultado de épocas en las
que se ha devuelto menos C02 a la atmósfera de la
que se tomaba de ella. Actualmente ocurre al revés;
es decir, que se está liberando más C02 y como
consecuencia disminuye el 02, condiciones
favorables para el cambio climático y efecto
invernadero.

56. El uso de los combustibles fósiles es la
principal causa del incremento del C02 en la
atmósfera, la eliminación de los bosques y el
laboreo del suelo con fines agrícolas, también
son actividades que liberan el C02. Actualmente la
conservación de los bosques se ha convertido en el
centro de atención de la comunidad internacional,
en el entendido que son importantes sumideros del
carbono.