Flujo de energia 10°

termodinámica: 

termodinámica Es la rama de la FÍSICA, que se dedica al estudio de las relaciones entre el calor y el resto de las formas de energía. Analiza por lo tanto, los efectos de los cambios de. Temperatura. Presión. Densidad. Masa. Volumen. En los sistemas macroscópicos.

Sistemas y clases de sistemas: 

Sistemas y clases de sistemas Sistema: Un sistema es un conjunto de elementos interrelacionados e interactuantes entre sí. Sistemas abiertos En los sistemas abiertos se intercambia materia y energía. ejemplo el contenido de una bañera a una temperatura determinada, agua puede intercambiarse por evaporación, y la energía puede intercambiarse por enfriamiento de la bañera. Por esta razón, el contenido de una olla abierta es también un sistema abierto. El intercambio de energía en forma de trabajo se ve en el movimiento de la tapa colocada sobre la olla. Si parece conveniente, se puede considerar la tapa como parte del sistema, aunque normalmente se considera parte del universo. Las plantas, los animales, las personas son sistemas abiertos que se encuentran en continuo intercambio de materia y energía con el universo.

CLASES DE SISTEMAS: 

CLASES DE SISTEMAS Sistemas cerrados En los sistemas cerrados es posible el intercambio de energía con el universo, pero no el intercambio de materia. Ejemplo: El contenido de una olla a presión es también un sistema cerrado, puesto que en condiciones normales de trabajo no se desprende ningún vapor, la olla toma energía de la hornilla o la pierde hacia el ambiente, y la convierte también en trabajo, a través del movimiento de la válvula

CLASES DE SISTEMAS: 

CLASES DE SISTEMAS Sistemas aislados . En los sistemas aislados no se producen intercambios de materia, ni de energía. Un ejemplo típico de sistema de este tipo es el contenido de un termo (vaso de Dewar ). El termo mismo no puede incluirse como parte del sistema, puesto que la pared externa puede intercambiar energía con el ambiente.

Leyes de la termodinámica: 

Leyes de la termodinámica PRIMERA LEY: También conocida como principio de conservación de la energía. E entra – E sale = E sistema. SEGUNDA LEY: El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

Leyes de la termodinámica: 

Leyes de la termodinámica TERCERA LEY: A medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto

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Un ecosistema es una comunidad biológica más todos los factores abióticos que influencian esa comunidad -Los ecólogos de ecosistemas estudian los flujos de energía, agua y nutrientes en los ecosistemas -La estructura trófica de los ecosistemas puede ser simplificada ordenando a las diferentes especies en niveles tróficos, basándose en la fuente predominante de su nutrición. -Un nivel trófico es una posición en una trama o red alimentaria, que está determinada por el número de transferencias de energía desde los productores primarios hasta el nivel que se está considerando

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- Los productores primarios ocupan el primer nivel trófico en los ecosistemas, ya que convierten formas inorgánicas de energía (principalmente luz) en biomasa. -Herbívoros y detritívoros son denominados consumidores primarios y ocupan el segundo nivel trófico. -Los carnívoros, que se alimentan de herbívoros y detritívoros, son llamados consumidores secundarios y ocupan el tercer nivel trófico. -Los predadores de los carnívoros ocupan el cuarto nivel trófico -Todos los organismos consumidores, incluyendo el hombre, dependen de la producción primaria para su existencia

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? : 

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? BIOMASA Cantidad de materia orgánica que compone un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m 2 , t/ha, kj /m 2 , kcal/m 2 , g de C/L, etc. (1 j = 0,24 cal) PRODUCCIÓN Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m 2 /año, kj /m 2 /año, kcal/m 2 /año, g de C/L/año Producción Primaria Bruta (PPB): Incremento de biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.) en los productores debida a la fotosíntesis Producción Primaria Neta (PPN): Incremento de biomasa en productores en un determinado tiempo, resultante de restar a la PPB lo consumido por los propios productores en respiración (R) (parte de la glucosa sintetizada se consume): PPB – R = PPN Producción Secundaria Neta (PSN): Incremento de biomasa en un determinado tiempo en los diferentes niveles de consumidores. Resultante de restar a la biomasa ingerida (la disponible como PPN del nivel trófico anterior) la consumida por respiración (glucolisis u otros procesos) y la no aprovechada (desechos) Producción neta de un ecosistema (PNE): Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un ecosistema en un determinado tiempo debida a la fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por la respiración de todos los niveles tróficos

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? : 

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? BIOMASA Cantidad de materia orgánica que compone un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m 2 , t/ha, kj /m 2 , kcal/m 2 , g de C/L, etc. (1 j = 0,24 cal) PRODUCCIÓN Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m 2 /año, kj /m 2 /año, kcal/m 2 /año, g de C/L/año Producción Primaria Bruta (PPB): Incremento de biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.) en los productores debida a la fotosíntesis Producción Primaria Neta (PPN): Incremento de biomasa en productores en un determinado tiempo, resultante de restar a la PPB lo consumido por los propios productores en respiración (R) (parte de la glucosa sintetizada se consume): PPB – R = PPN Producción Secundaria Neta (PSN): Incremento de biomasa en un determinado tiempo en los diferentes niveles de consumidores. Resultante de restar a la biomasa ingerida (la disponible como PPN del nivel trófico anterior) la consumida por respiración (glucolisis u otros procesos) y la no aprovechada (desechos) Producción neta de un ecosistema (PNE): Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un ecosistema en un determinado tiempo debida a la fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por la respiración de todos los niveles tróficos

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DEFINICIONES - PRODUCCION O PRODUCTIVIDAD PRIMARIA : es la fijación de energía que realizan los autótrofos en un ecosistema. - TASA DE PRODUCCION PRIMARIA : es la cantidad de energía fijada en un intervalo de tiempo dado. - PRODUCCION PRIMARIA BRUTA (PPB) : es la cantidad total de energía fijada por todos los autótrofos en el ecosistema. - PRODUCCION PRIMARIA NETA (PPN) : es la cantidad de energía que queda luego que los autótrofos han satisfecho sus propias demandas energéticas, es decir: PPN = PPB – respiración de los productores primarios Es la cantidad de energía disponible para los consumidores de un ecosistema

Productividad: 

Productividad Es la relación entre la producción y la biomasa. p = P / B La productividad bruta será : pB = PB / B La productividad neta (o tasa de renovación): pN = r = PN / B La tasa de renovación varía entre 0 y 1, e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente.

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-Los ecólogos utilizan principalmente dos formas de medir la producción primaria: -tasa de absorción de carbono por los productores primarios -cantidad de biomasa u oxígeno producido -La producción primaria varía sustancialmente de un ecosistema a otro. ¿Que factores controlan las tasas de producción primaria en los distintos ecosistemas ?

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La producción primaria terrestre generalmente está limitada por: Temperatura Y Humedad

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La influencia de la humedad y la temperatura en las tasa de producción primaria se puede estimar a través de la evapotranspiración real anua l. La Evapotranspiración Real Anual ( ERA ) es la cantidad total de agua que evapora y transpira un paisaje durante el curso de un año y se mide en mm H 2 O/año. El proceso de ERA es afectado por la temperatura y las precipitaciones

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En ecosistemas térmicamente similares , las variaciones en PPN Son explicadas principalmente por las precipitaciones

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Otro factor que puede afectar la PPN terrestre es la fertilidad del suelo En particular, el contenido de nitrógeno y fósforo parece ser determinante

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La producción primaria en ambientes acuáticos generalmente está limitada por la disponibilidad de nutrientes Existe una buena correlación entre la biomasa de fitoplancton (principalmente algas) y la tasa de producción primaria Lo anterior se corresponde con la fuerte correlación positiva que se existe entre las concentraciones de clorofila y las tasas de fotosíntesis El fósforo parece ser un nutriente esencial para el desarrollo del fitoplancton y por tanto, es un factor limitante de la productividad primaria en ecosistemas de agua dulce

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En los ecosistemas marinos las tasas más altas de producción primaria se verifican a lo largo de los márgenes de los continentes (costa, plataforma continental) y en áreas de surgencia A diferencia de los ecosistemas de agua dulce, en los marinos , es el nitrógeno el nutriente que parece ser limitante de la producción primaria

Productividad y tiempo de renovación: 

Productividad y tiempo de renovación La tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía de un ecosistema. Por ejemplo: El plancton tiene una producción menor que los vegetales terrestres, sin embargo tienen una mayor productividad por que su tasa de reproducción es muy alta y se renuevan muy rápidamente. Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica, en este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros que en los productores.

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Los consumidores pueden influenciar las tasas de producción primaria en ecosistemas acuáticos y terrestres Los ecólogos se refieren a la influencia de factores físicos y químicos (ej.: temperatura y humedad) en los ecosistemas como controles “bottom-up” La influencia de los consumidores en los ecosistemas se denominan Controles “top-down” Cascada trófica se refiere a los efectos que producen los consumidores, ubicados en los niveles más altos de una red trófica, en los niveles inferiores y su base

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Los efectos provocados por los consumidores en la productividad primaria se verifican no sólo en los ecosistemas acuáticos, sino que también en los terrestres

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Las pérdidas de energía limitan el número de niveles tróficos en los Ecosistemas Se define dinámica trófica a la transferencia de energía desde una parte de un ecosistema a otra Cuando la energía es transferida desde un nivel trófico a otro, se pierde energía debido a asimilación limitada, respiración de los consumidores y producción de calor de calor Como resultado de estas pérdidas , la cantidad de energía en un ecosistema disminuye con cada sucesivo nivel trófico, desde el primero (asociado a los autótrofos o productores primarios), hasta el último (asociado con los consumidores terciarios o de orden superior), determinando una distribución de la energía en forma de pirámide .

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Como las pérdidas de energía entre niveles tróficos se van acumulando, eventualmente, hay energía insuficiente para soportar una población viable en un nivel trófico superior

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Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta, a medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima. En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1. En un pastizal sería entre 0 y 1. En un bosque maduro sería cercana al 0. Un ecosistema estable y muy organizado, tiene una gran cantidad de biomasa y una gran biodiversidad, pero su productividad es baja y disminuye el flujo de energía: entra mucha energía pero se gasta manteniendo una gran cantidad de biomasa. La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad cercana al 0 En las explotaciones agrícolas, el ser humano extrae del ecosistema una gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. Esto disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Sin embargo debe reponerse al suelo la materia extraída.

Tiempo de renovación: 

Tiempo de renovación Es el tiempo que tarda un nivel trófico, o un ecosistema completo, en renovar su biomasa. tr = B / PN Mide el tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las estructuras biológicas del ecosistema. Los productores pueden presentas dos estrategias en relación a su tr : Especies rápidas. Son pequeños, de estructura y morfología simple, y con una tasa de reproducción alta. Fitoplancton Especies lentas. Son de gran tamaño, estructura y morfología compleja, y una tasa de reproducción muy baja . Bosques de encinas. En los ecosistemas suelen estar presentes ambos tipos para asegurar un aporte energético suficiente al ecosistema. En un lago suele haber fitoplancton y algas más lentas. En un encinar hay también un estrato herbáceo

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Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas de los continentes. Los menos productivos son los desiertos y las zonas centrales de los océanos.