MODELOS DE
TRANSMISION DE
ENERGIA Y MATERIA
EN ECOSISTEMAS
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
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
TRANSMISION DE ENERGIA EN ECOSISTEMA
MATERIA
(MICRO Y MACRO NUTRIENTES)
&
ENERGIA
ORGANISMO
ORGANISMO
(crecimiento)
ó
ORGANISMO
ORGANISMO
(reproducción)
CONCEPTOS GENERALES DE ECOSISTEMA
PROCESOS DE INTERCANVIO (materia y energía) PRINCIPALES
(del ecosistema
FOTOSINTESIS
ASIMILACIÓN
RESPIRACIÓN
TRANSMISION DE MATERIA EN ECOSISTEMA
Nivel saprofítico  descomponedores
BIOSFERA
Nivel heterotrófico II  carnívoros
PRODUCTORES
SECUNDARIOS
Nivel heterotrófico I  herbívoros
Prod.
primarios
Nivel autotrófico  plantas
COmpuestos inorgánicos  CO2, SO4-, NO3-, ...
LITOSFERA
HIDROSFERA
ATMÓSFERA
TRANSMISION DE ENERGIA EN ECOSISTEMA
Pastoreo
E nergía
solar
1
2
PROD. PR
3
H E R B ÍV O R O S
C A R N ÍV O R O S
4
M A T E R IA O R G Á N IC A
MUERTA
DESCOMPONEDORES
Descomposición
MODELOS DE COMPARTIMENTOS Y FLUJOS
MODELO DE OLSON
dV/dt=E-S
dV/dt=E-(k.V)
equilibrio
dV/dt=E-(k.V*)=0
V*=E/k
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?
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?
dV/dt=E-(k.V) V*=E/k
H*f, a=V (t=0; t=n)
L=E=prod. Hojarasca
kf,a= descomposición
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?
V*=E/k
H*f, a=V (t=0; t=n)
L=E=prod. Hojarasca
H*f/H*a=(L/kf)/(L/ka)
=Ka/Kf=ka(1.5ka)=2/3
kf,a= descomposición
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?
V*=E/k
H*f, a=V (t=0; t=n)
L=E=prod. Hojarasca
H*f/H*a=(L/kf)/(L/ka)
=Ka/Kf=ka/(1.5ka)=2/3
13.3 kg MO/m2
DÓNDE ESTÁ EL RESTO DE Carbono?
kf,a= descomposición
FLUX DE MATERIA – Model de circulació
Cíclica de nutrients de Lotka
g1.X1
X1
Supòsits:
X2
g2.X1
g3.X1
X3
-Fluxes de 1er ordre
-Fluxe de sortida
presenta
proporcionalitat amb el
contingut del
compartiment
FLUX DE MATERIA – Model de circulació
Cíclica de nutrients de Lotka
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 g1= 1 any-1, g2=0.1 any-1 i g3=0.01
any-1.
FLUX DE MATERIA – Model de circulació
Cíclica de nutrients de Lotka
g2=0.1
g1=1
g3=0.01
P dissolt
P Biomassa
planctónica
P necromassa
X1=0.009·M
X3=0.9·M
X2=0.09·M
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 limitan
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