Circulació de matèria i energia Circulació de matèria i energia en l’Ecosferaen l’Ecosfera

A escala global la TERRA és un únic ECOSISTEMA

A escala global la TERRA és un únic ECOSISTEMA

Tots els ecosistemes de la Terra formen l ’ecosistema

planetari o ECOSFERA

Tots els ecosistemes de la Terra formen l ’ecosistema

planetari o ECOSFERA

EcosferaEcosfera: És el conjunt format per tots els ecosistemes de la Terra, és a dir, és el gran ecosistema planetari.

BiosferaBiosfera: És el conjunt format por tots els éssers vius del planeta. No es uniforme en grosor ni en densidad. És, per tant, la biocenosi o comunitat (part biòtica) de l’ecosfera.

La biosfera també es pot considerar un sistema:

1. Dinàmic2. Oberto3. Discontinu4. Interactiu amb els altres sistemes terrestres (hidrosfera,

atmosfera, geosfera)

ECOSISTEMA

És un sistema interactiu constituit per components físics, químics i biológics

Els organismes que viuen en una àrea particular juntament amb l ’ambient físic amb que

interactuen constitueix un ecosistema

Els components bàsics d ’un ecosistema són...

Elements abiòtics

Productores

consumidors

Energia radiant

Respiració

Nutrients

CO2

O2

H2OConsum

Descomposició

CO2

O2

H2O

Nutrients

Dinàmica de l’ecosferaL’ estudi de l’ecosfera és molt complex, per la qual cal recòrrer a unitats més petites, els ECOSISTEMES.

Els ecosistemes són unitats naturals formades per components vius i no vius que interactuen entre sí que interactuen entre sí i els límites dels quals són més o menys definibles.

Es composen de:

Components vius: BIOCENOSIComponents no vius: BIOTOP

BiotopPodem denominar BIOTOP una zona de característiques ambientals uniforms ocupada per una comunitatd’éssers vius. És un conjunt de factors físico-químics abiòtics que envolten una biocenosi i on podem distingir un medi físic i uns factors ambientals ( abiòticos)

MEDI FÍSIC:MEDI FÍSIC:És l’espai on els éssers vius desenvolupen les seues funcions vitals. Bàsicament n’hi ha dos tipus: líquid i gasós. Ambdós un límit inferior sòlid sobre el quals se sustenten els organismes.

FACTORS ABIÒTICS (limitants): FACTORS ABIÒTICS (limitants): Són las característiques fisico-químiques del medi ambient. Cada medi té unes carácterístiquespròpies: temperatura, llum, humitat, composició química, salinitat, pressió, etc.

Els factors abiòtics són determinants de la distribució i abundància dels éssers vius, ja que aquests solament poden viure dintre d’uns límits anomenats límits de tolerància. Cada factor abiòtico té tamié el seu punt òptim.

Límits de tolerància

Hi ha organisms que poden viure dins d’intervals amples de determinat factor abiòtic. Són els organisms eurioics o generalistes (euriterms, eurihalins, eurihigres, etc.). Altres, pel contrari, solament toleren intervals muy estrets: són els organismes estenoics o especialistes (estenoteros, estenohalins, etc.). Pot passar que un organisme sigaeurioic respecte a alguns factors i estenoic respecte a altres.

Es denomina valència ecològica el camp o interval de tolerància d’una determinada espècie respecte a un factor qualsevol del medi (la llum, la temperatura, la humitat, el pH o la concentració de fòsfor, nitrogen) que actua com a factor limitant.

BiocenosisEstà formada pels éssers vius i les relacions existents entre ells. Els éssers vius no viuen aïllats, sino que s’agrupen formant poblacions de la mateixa espècie i comunitats (biocenosis) juntament amb poblacions d’altres ¡espècies.

FACTORS BIÒTICS: FACTORS BIÒTICS:

Són les relacions que existeixen entre els diferents éssers vius. Pueden ser :

• Intraespecífiques, quan tenen lloc entre individus de la mateixa espècie.• Interespecífiques quan tenen lloc entre individus de les diferents espècies

que habiten l’ecosistema.

Algunes de las relacions ja heu estudiat en cursos anteriors són: la depredació, el parasitisme, la simbiosi, el colonialisme, las associacions familiars....

Hàbitat i Nínxol ecològicCada espècie de l’ecosistema té el seu HÀBITAT: espai físic que reuneix les condicions físico-químiques escaients per a que eixa espècie puga viure.

Així mateix, cada espècie té el ssu NÍNXOL ECOLÒGIC, que suposa el paper, la funció que cada espècie desenvolupa en l’ecosistema. És a dir, el conjunt de circumstàncies, relacions amb l’ambient, conexions tròfiques i y funcions ecològiques que defineixen “l’ofici” en l’ecosistema d’eixa espècie determinada.

El concepte de nínxol deriva de la competència entre les espècies, ja que si dos d’elles tenen el mateix nínxol en l’ecosistema, competiran entre sí i una de les dues espècies romandrà exclosa.

Pot ser útil considerar l’hábitat com la direcció d’un organism (on viu) i el nínxol com la seua professin (el que fa biològicament).

Tres espècies d’ocells comparteixen un mateix hàbitat, però tenen un nínxol ecològic diferent. Tenen el niu en llocs diferents, s’alimenten de preses diferents, la seua activitat no és la mateixa…..

1

2

3

Es poden distinguir dos tipus de nínxols:

Nínxol ecològic potencial Nínxol ecològic potencial (IDEAL):

És el que satisfà totes las necessitats d’una espècie. És molt difícol d’assolir en la vidareal)

Nínxol ecològic realNínxol ecològic real:

És el nínxol que ocupa una espècie en condicions naturals on influeix molt la competència.

Hi ha espècies molt properes que ocupen nínxols ecològics nínxols ecològics diferents (rates penades que s’alimenten d’insectes, sang, nèctar, etc) i altres espècies que ocupen nínxols equivalents en zones geogràfiques allunyades on no hi ha competència (cangur, bisont, vaca…) : són les espècies VICARIES

Mateix nínxol ecològic, diferenthàbitat,

Mateix hàbitat, diferent

nínxol ecològic

Mateix hàbitat, diferentnínxol ecològic, ja que cada

espècie s’alimenta de preses de mida diferent

Cadenes i xarxes tròfiquesCadenes i xarxes tròfiques

La matèria i l’energia circulen en els ecosistemes en forma de relacions tròfiques (relacions alimenàaries), que tenen lloc entre els organismes, vius o morts.

Es representen mitjançant CADENES TRÒFIQUES, on cada organisme ocupa una posició anomenada NIVELL TRÒFIC. Tenim tres grans nivells tròfics:

a) Productorsb) Consumidorsc) Descomponedors

Quan diferents cadenes tròfiques s’entrecreuen formen XARXES TRÒFIQUES

La representació de les cadenes tròfiques i dels nivells tròfics es pot fer per mitjà de PIRÀMIDES TRÒFIQUES.

ProductorsSón els ORGANISMES AUTÓTROFS, que constitueix la primerabala de la cadena alimentària. Hi poden ser:

FotoautòtrofsFotoautòtrofs: Són organismes FOTOSINTÈTICS. Utilitzen la llum del Sol. bacteris fotosintètics (monera), algues eucariotes unicel·lulars i pluricelul·lars (protista) y el regne de les plantes o metafites.

QuimioautòtrofsQuimioautòtrofs:Són organismes QUIMIOSINTÈTICS. Utilitzen energia procedent de reaccions químiques inorgàniques exotèrmiques. Són els bacteris nitrificants, sulfobacteris, etc.

o Els productors constitueixen el 99% de tota la matèria orgànica del món viu.

o Són organismes capaços de captar i aprofitar l'energia solar o lumínica (que és pràcticament tota l'energia exterior que rep l'ecosistema) per transformar substàncies inorgàniques (aigua, diòxid de carboni i sals minerals), pobres en energia química, en substàncies orgàniques riques en energia química que posteriorment seran utilitzades com a font d’energia (respiració cel·lular).

o En els ecosistemes terrestres, els principals productors primaris són les plantes superiors: angiospermes i gimnospermes.

o Els majors productors primaris dels ecosistemes aquàtics són les algues que sovint formen el fitoplàncton en les capes superficials dels oceans i llacs.

Matèria inorgànica

Matèria orgànica

Necessitats pròpies

Altres nivells tròfics

Respiració, creixement,

etc.

Metabolisme autòtrof, carácterístic dels productorsMetabolisme autòtrof, carácterístic dels productors

ConsumidorsAquests organismes aprofiten la matèria orgànica dels productors per convertir-la en matèria orgànica pròpia.

Consumidors primaris: S'alimenten dels productors i són els anomenats herbívors. Als ecosistemes terrestres, els herbívors típics inclouen insectes, rèptils, ocells i mamífers. En els ecosistemes aquàtics (d'aigua dolça i salada) els herbívors són típicament petits crustacis i mol·luscs. Aquests, juntament amb els protozous formen el zooplàncton, que s'alimenta del fitoplàncton.

Consumidors secundaris: Aquest nivell està constituït per animals que mengen altres animals, s'alimenten dels herbívors i per tant són carnívors, per exemple: falcó, orca, carpa, etc.

Consumidors terciaris: S'alimenten dels consumidors secundaris, i per tant també són carnívors (supercarnívoros), per exemple: lleó, cocodril, etc.

SapròfagsÉs un tipus de consumidors. S'alimenten de matèria orgànica morta, poden ser:

Necròfags o carronyaires. S'alimenten de cadàvers i matèria orgànica descomposta.

Copròfags. S'alimenten d'excrements.

Detritívors. S'alimenten de matèria orgànica molt fragmentada, com els cucs.

Omnívors

Un altre tipus especial de consumidors. Usen més d'una font de matèria orgànica, és a dir, ocupen diversos nivells tròfics.

DescomponedorsSón organismes que aprofiten la matèria i l'energia que encara contenen les restes d'éssers vius (cossos morts, dejeccions, etc), descomponent la matèria orgànica en matèria inorgànica (descomponedors mineralizadores)

A aquest grup pertanyen els fongs, bacteris i altres microorganismes, que segreguen enzims digestius sobre el material mort o de rebuig i després absorbeixen els productes de la digestió (descomponedors sapròfits)

Els animals carronyers (voltors, alguns còrvids, hienes, etc.) No es consideren descomponedors, ja que aprofiten les restes d'animals morts.

Són fonamentals en els ecosistemes ja que reciclen la matèria, així tornen la matèria inorgànica als productors.

S’alimenten del cos mort d’altres organismes o dels seus productes de rebuig

Disipen energia i retornen nutrients a l ’ecosistema per

al seu reciclatge

DESCOMPONEDORS

macrodescomponedors

microdescomponedors

Colèmbols, àcaros, miriàpodes, cucs de

terra, baboses, mol· luscs, crancs...

Bacteris i Fongs

Xarxes tròfiquesLes múltiples interaccions existents entre els individus impedeix definir individualment amb claredat una cadena tròfica, ja que, segons les circumstàncies, un depredador pot alhora ser presa. Per això és més propi parlar de xarxa alimentària o tròfica.

En una xarxa alimentària cada individu ocupa un nus a una intersecció de relacions tròfiques.

Si un nus desapareix (extinció d'una espècie), l'ecosistema en conjunt reajusta els seus hàbits alimentaris, tot i que aquest procés és molt lent.

Quin nivell tròfico té la balena blava?

Cicle de la matèria• La matèria és el vehicle de la transferència d'energia, que es transforma

contínuament mitjançant reaccions químiques de ÒXID-REDUCCIÓ.

• Quan la matèria es redueix, s'emmagatzema ENERGIA QUÍMICA i quan s'oxida, l'allibera en també en forma de ENERGIA QUÍMICA O CALOR.

• A diferència de l'Energia, la Matèria pot circular en l'ecosistema.La circulació consisteix en la transferència des dels mitjans inerts on sol estar oxidada, fins als éssers vius on apareix REDUÏDA i de nou als mitjans inerts.

• Els processos implicats en aquestes transformacions són LA FOTOSÍNTESI I LA RESPIRACIÓ.

• La circulació de la matèria en els ecosistemes és oberta, ja que sempre hi ha sortida i entrada d'organismes, fixació de gasos, pèrdues per erosió, precipitació, gasificació, lixiviats …Però si tenim en compte el sistema TERRA, el CICLE de la matèria pot considerar TANCAT, encara que alguns materials poden quedar fora del circuit durant molt de temps, romanent en jaciments.

Circulació de la matèria

Flux d’energiaAls ecosistemes, l'energia flueix d'un nivell tròfic a un altre de forma unidireccional, no és un cicle tancat com la matèria. De l'energia solar que arriba a la superfície d'un ecosistema s'aprofita només un 1% aproximadament i s'emmagatzema mitjançant la fotosíntesi. En el mateix ecosistema hi ha pèrdues d'energia, perquè prop de la meitat de la producció primària és gastada pels productors en el seu metabolisme i es perd com a calor, i només l'altra meitat està disponible per als consumidors com a aliment (carbohidrats, cel·lulosa, lignina, greixos, proteïnes, etc.) A la cadena tròfica, en passar d'una baula a un altre, hi ha més pèrdua d'energia a través de la respiració i els processos metabòlics dels individus, perquè el mantenir viu un organisme implica gastar, en forma de calor, part de l'energia captada, les substàncies no digeribles, que són excretades o regurgitadas i descompostes pels detritívors, i la mort d'individus, que ocasiona pèrdues, però l'energia és retornada, en part, pels descomponedors.

Se estima que l’índex d’aprofitament dels recursos en els ecosistemes terrestres és, com a màxim del 10%, i que d’un nivell tròfio a un altre no passa més d’un 10% de l’energia del nivell anterior, Aquesta és la raó per la qual les cadenes tròfiques no poden tenir més de 4 o 5 baules.

En una cadena tròfica, l'energia que entra és igual a l'acumulada en forma de matèria orgànica en cada nivell més la despresa en forma de calor, després l'energia es conserva.

Flux d’energia en l’ecosistema

Productors

Consumidors primaris

Consumidors secundaris

Consumidor final

Calor

Energia solar

Calor

Calor

Calor

Calor

En el flux d'energia i de nutrients inorgànics, és possible fer algunes generalitzacions:

•La font primària d'energia (en la majoria dels ecosistemes) és el Sol•El destí final de l'energia en els ecosistemes és perdre’s en forma de calor.•L'energia i els nutrients passen d'un organisme a un altre a través de la cadena alimentària, a mesura que un organisme es menja a un altre.•Els descomponedors extreuen l'energia que roman en les restes dels organismes.•Els nutrients inorgànics són reciclats, però l'energia no.

Parèmetres tròficsParèmetres tròfics

S'usen per estudiar l'estructura i el funcionament dels ecosistemes; poden referir-se a cada nivell tròfic o a l'ecosistema complet. Els més usats són:

1. BIOMASSA2. PRODUCCIÓ BIOLÒGICA BRUTA I NETA3. PRODUCTIVITAT DE L´ECOSISTEMA4. TEMP DE RENOVACIÓ5. EFICIÈNCIA ECOLÒGICA

BiomassaBiomassa (B)Representa la quantitat d'Energia (generalment solar), fixada com a matèria orgànica viva o morta en un nivell tròfic, en un ecosistema o en la Biosfera.

La BIOMASSA s'expressa de dues maneres:

•Pes sec de matèria orgànica viva (fitomasa i zoomasa) i morta (necromassa) per unitat de superfície (en zones terrestres) o volum (en zones oceàniques).

•Energia per unitat de superfície o volum.

A la Geosfera la biomassa vegetal és més abundant que l'animal, encara que entre els diferents punts varia molt. A la Hidrosfera la biomassa vegetal és menor que la animal.

Es poden considerar tres tipus de biomassa:

1. BIOMASSA PRIMÀRIA:La produïda directament pels productors.

2. - BIOMASSA SECUNDÀRIA:La produïda per consumidors i descomponedors.

3. -BIOMASSA RESIDUAL:La produïda com a resultat de l'acció antròpica, tant

d'origen primari (serradures, palla) o secundari (fems, residus alimentaris ...).

ProduccióProducció (P)

És una mesura del flux d'Energia que circula per un ecosistema o per cada nivell tròfic.

És la quantitat d'energia acumulada com a matèria orgànica per unitat de superfície o volum i per unitat de temps, en l'ecosistema o en determinat nivell tròfic.

S'expressa en unitats de biomassa o energia per unitat de superfície i temps: g de C/m2/día; Kcal / ha / any ....

Es pot diferenciar entre:

PRODUCCIÓ PRIMÀRIA (Pp)

Energia capturada pels productors per unitat de superfície o volum en una unitat de temps.Depèn de l'Energia solar rebuda i d'una sèrie de factors que poden actuar com limitants.

PRODUCCIÓ SECUNDÀRIA (Ps)

Energia capturada per la resta dels nivells tròfics per unitat de superfície o volum en una unitat de temps.

PRODUCCIÓ BRUTA (Pb)

• Quantitat total d'energia capturada per unitat de superfície o volum per unitat de temps, generalment en un any.

• Hi ha PPB (Producció primària bruta) i PSB (Producció secundària bruta).

• Es correspon amb el percentatge d'aliment assimilat del total consumit.

• En els carnívors és un 40-60% i en els herbívors del 10-30%.

PRODUCCIÓ NETA (Pn)

Quantitat d'Energia emmagatzemada per unitat de superfície o volum en una unitat de temps i que pot ser potencialment transferida al següent nivell tròfic.

Representa l'augment de la biomassa per unitat de temps i es calcula restant de la producció bruta l'energia consumida en el procés de respiració i automanteniment (no assimilat):

Pn = Pb – (R + NA)

Els ecosistemes naturals de major producció són els esculls de coral, els estuaris, les zones costaneres, els boscos equatorials i les zones humides dels continents.

Els menys productius són els deserts i les zones centrals dels oceans.

ProductivitatProductivitat (p)És la relació entre la producció i la biomassa.

p = P / B

La productivitt bruta serà :

pb = Pb / B

La productivitat neta (o taxa de renovació):

pn (r) = Pn / B

La taxa de renovació varia entre 0 (mínima) i 1 (máxima) ; indica la producció de nova biomassa en cada nivell tròfic en relació amb la biomassa existent. Representa, per tant, la velocitat amb que es renova la biomassa.

Productivitat i taxa de renovacióLa taxa de renovació és en molts casos un paràmetre molt millor que la producció neta per valorar el flux d'energia d'un ecosistema.

Per exemple: El plàncton té una producció menor que els vegetals terrestres, però tenen una major productivitat perquè la seva taxa de reproducció és molt alta i es renoven molt ràpidament.

Per aquest motiu la biomassa, que habitualment és menor a mesura que pugem en els graons de la piràmide tròfica, en aquest cas és a l'inrevés i la biomassa és major en els herbívors que en els productors. (piràmides de biomassa invertides)

Quan es comença a colonitzar un territori la productivitat és molt alta, a mesura que el territori es va colonitzant i s'arriba a la estabilitat la biomassa en un màxim i la productivitat és mínima.

En un cultiu agrícola la taxa de renovació seria propera a 1.En una pastura seria entre 0 i 1.En un bosc madur seria propera al 0.

Un ecosistema estable i molt organitzat té una gran quantitat de biomassa i una elevada biodiversitat, però la seva productivitat és baixa i disminueix el flux d'energia: entra molta energia però es gasta mantenint una gran quantitat de biomassa. La selva tropical té una producció molt alta però una productivitat propera al 0.En les explotacions agrícoles, l'ésser humà extreu l'ecosistema una gran part o la totalitat de la biomassa al final de la temporada. Això disminueix les despeses per respiració i un augment de la productivitat. No obstant això ha de reposar a terra la matèria extreta.

Temps de renovacióTemps de renovacióÉs el iemps que tarda un nivell tròfic, o un ecosistema complet, en renovar la seua biomassa.

tr = B / Pn

Mesura el temps de permanència dels elements químics dins de les estructures biològiques de l'ecosistema.Els productors poden presentar dues estratègies en relació al seu temps de renovació:

•Espècies ràpides. Són petits, d'estructura i morfologia simple, i amb una taxa de reproducció alta. Fitoplàncton•Espècies lentes. Són de grans dimensions, estructura i morfologia complexa, i una taxa de reproducció molt baixa. Boscos d'alzines.

En els ecosistemes solen estar presents ambdós tipus per assegurar una aportació energètica suficient a l'ecosistema. En un llac sol haver fitoplàncton i algues més lentes. En un alzinar hi ha també un estrat herbaci, més ràpid.

Eficiència biològicaEficiència biològicaMesura el rendiment energètic d'un nivell tròfic o d'un ecosistema complet, és a dir, la capacitat d'incorporar matèria orgànica als seus teixits.

Indica quanta energia entra, es perd o s'acumula en cada nivell tròfic o en un ecosistema complet. Es calcula mitjançant entrades i sortides:

PRODUCTORS: Es pot mesurar mitjançant la relació:energia assimilada / energia solar incident

Els valors són molt baixos, entre l'1 i el 3%.També es pot mesurar la relació Pn / Pb.Així es calculen les pèrdues per respiració, excreció, ...En el fitoplàncton suposa del 10 al 40%. En vegetals terrestres el 50%

CONSUMIDORS: Se sol utilitzar la relació:Pn / aliment ingerit o, per als ramaders, Engreix / aliment ingerit.

L'eficiència ecològica és la fracció de la producció neta d'un determinat nivell tròfic que es converteix en producció neta del nivell següent, és a dir:

Ef = (Pn / Pn del nivell anterior) × 100

Les mesures d'eficiència són interessants per valorar els ecosistemes explotats per l'ésser humà, sempre que es comptabilitzen correctament les entrades i sortides del sistema, especialment els costos ocults o entrades: combustibles de les màquines, despeses en llavors especials, administració, vacunació dels animals, etc.

Una manera de millorar l'eficiència en la producció d'aliments és escurçar les cadenes tròfiques, obtenir dels primers nivells tròfics. Així, s'aprofita millor l'energia que entra en l'ecosistema i es pot alimentar un major nombre de persones, tot i que, segons les recomanacions de la FAO, per a una alimentació completa és necessari afegir a la dieta vegetariana uns 60 g de proteïnes al dia .

Piràmides ecològiquesPiràmides ecològiques

Són esquemes que s'utilitzen per representar quantitativament les relacions tròfiques entre els diferents nivells d'un ecosistema.

S'utilitzen barres superposades que solen tenir una alçada constant i una longitud proporcional al paràmetre escollit, de manera que l'àrea representada és proporcional al valor del paràmetre que es mesura.

El nivell dels descomponedors no se sol representar, ja que és difícil de quantificar.

Se solen utilitzar tres tipus de piràmides:

1.Piràmides d'energia2.Piràmides de biomassa3.Piràmides de nombres.

PIRÀMIDES D’ENERGÍA Expressa el contingut energètic que cada nivell tròfic posa a disposició del nivell superior, és a dir la producció neta de cada nivell. També es diuen PIRÀMIDES DE PRODUCCIÓ.

Les unitats se solen expressar en: Energia (Kcal o Kjul) / unitat de superfície i unitat de tempsSempre tindran forma decreixent cap amunt per la Llei del 10%.Mostra informació del FLUX ENERGÈTIC en l'ecosistema.

PIRÀMIDES DE BIOMASSA Indiquen la biomassa acumulada en cada nivell tròfic, expressada en:pes sec de matèria orgànica / unitat de superfície o volum o el seu equivalent en: energia / unitat de superfície o volum.

Aquestes piràmides es refereixen a períodes de temps curt pel que no informen sobre la quantitat de matèria produïda al llarg del temps o de la seva velocitat de producció.

Això pot induir a que en alguns moments s'observen PIRÀMIDES INVERTIDES pel fet que les dades es prenen en un moment determinat, per exemple quan les dades es prenen en el moment de major consum per part dels herbívors, com en alguns ecosistemes marins. Aquesta situació només és possible temporalment, ja que si es mantingués molt temps l'ecosistema desapareixeria.

Proporciona informació sobre LA QUANTITAT DE MATÈRIA ORGÀNICA PRESENT cada nivell tròfic i sobre LA COMPOSICIÓ I FUNCIONAMENT DE L'ECOSISTEMA.

PIRÀMIDES DE NOMBRES

Expressen el nombre concret d'individus de cada nivell tròfic per unitat de superfície (medi terrestre) o volum (medi aquàtic).

La informació que proporcionen NO ÉS ÚTIL SI VOLEN COMPARAR DOS ECOSISTEMES ja que considera igual a organismes molt diferents (per exemple, llagostes i vaques).

En el cas que incloguin paràsits poden tenir una forma INVERTIDA.

Factors limitants de la producció primàriaFactors limitants de la producció primària

• Els factors limitants d'un procés són els que, en determinades condicions, influeixen limitant o impedint aquest procés. Qualsevol factor que influeix en un procés pot arribar a ser limitant si es compleix la llei del mínim: "Qualsevol procés que depèn de diversos factors està controlat pel factor que més s'aproxima al valor per al qual el procés es deté".

• Els principals factors limitants de la fotosíntesi són:

• Temperatura i humitat• Manca de nutrients• Llum, disposició i estructura dels fotosistemes

Cicles biogeoquímicsCicles biogeoquímicsEls elements químics més importants que formen part de la matèria viva són presents en l'atmosfera, hidrosfera i geosfera i són incorporats pels éssers vius als seus teixits.

D'aquesta manera, segueixen un cicle biogeoquímic que té una zona abiòtica i una zona biòtica.

•La primera sol contenir grans quantitats d'elements biogeoquímics però el flux d'aquests és lent, tenen llargs temps de residència.

•A la part biòtica del cicle, el flux és ràpid però hi ha poca quantitat d'aquestes substàncies formant part dels éssers vius.

Fases i tipus de cicles biogeoquímicsEn aquests cicles se solen donar dues fases ben diferenciades:

1. - Fase de dipòsit: Circulació molt lenta de l'element.

2. - Fase d'intercanvi: L'element està en un procés actiu d'entrada i sortida en els organismes, fins que torni a acumular-se en algun dipòsit o sediment.

Es distingeixen dos grans tipus de cicles, segons on passa la fase de dipòsit i l'existència o no de pèrdues laterals importants de l'element en el cicle:

•Cicles tancats o atmosfèrics: La fase de dipòsit es dóna en l'atmosfera i és més o menys ràpida, no existint gairebé pèrdues laterals de l'element. Exemples són els cicles del carboni i del nitrogen.

•Cicles oberts o litosféricos: La fase de dipòsit es dóna a la litosfera, en forma de sediments profunds. Aquesta fase és molt lenta i amb pèrdues laterals de l'element, de manera que si no hi ha aixecaments orogènics l'element perdut no es torna a posar en circulació. Exemples són els cicles del fòsfor i del sofre.

CICLES BIOGEOQUÍMICS

Els diferents elements químics passen del sòl, l ’aigua o l ’aire als organismes i d’uns éssers vius a altres, f ins que retornen, tot tancant-se el cicle, al sòl o l ’aigua o l ’aire. 

GASOSOS

SEDIMENTARIS

atmosfera – oceans

sòl-roques-minerals

Cicle del Carboni

Detritus/matèria orgánica del sòl

Biomassa vegetal i animal

Atmosfera

El cicle del carboni resulta de la superposició de dos cicles: un al mar i un altre en els continents accionats per la difusió del CO2 a l'atmosfera.La gran reserva de carboni a la biosfera són els sediments marins i els combustibles fòssils. Com que el fons del mar és reductor, s'acumulen allà molts sediments carbonosos que no es destrueixen per oxidació.

Cicle del fòsfor

Completament sedimentari

Reservoris en roques i dipòsits naturals de fosfats

Desconegut en l’atmosfera

El fòsfor tendeix a circular a través de la descomposició dels productes orgànicsfosfatats quedant després a disposició de les plantes, mentre que el dipòsit de fòsfor són les roques fosfatades, com el guano. Aquestes roques i els éssers vius són les úniques fonts de fòsfor dels ecosistemes. Gran part del fòsfor és rentat i erosionat, acumulant posteriorment en els fons marins, moltes vegades de forma irrecuperable.

Cicle del Nitrogen

Cicle del Nitrogen

Nitrogen

Component essencial de les proteïnes i de l’ atmosfera

Estat gasoo (N2)

Cal ser fixat per a poder ser utilitzat

Acció química d’alta energia

Biològic

Bacteris fixadores de

nitrogen

Radiació còsmica

Llamps

Per la mort d'éssers vius s'obté nitrogen orgànic, que després es va oxidant fins a formar nitrits i nitrats. Aquests últims són els compostos nitrogenats més utilitzats per les plantes i per certs microorganismes (bacteris desnitrificants), que reduiran els nitrats per tornar a formar el nitrogen molecular atmosfèric.

Cicle del sofre El sofre dissolt prové del desgast de les roques, de l'erosió i de la descomposició de la matèria orgànica

El sofre gasós té com a fonts la descomposició

de la matèria orgànica, l'emissió de DMS (dimetil sulfur)

per algues dels oceans i les erupcions

volcàniques

El Diòxid de sofre (SO2) és un contaminant atmosfèric, ja que pot reaccionar amb aigua per produir àcid

sulfúric (pluja àcida)