BLOQUE II. Biosfera

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Ciencias de la Tierra y medioambientales 1-19

Unidad 4. Circulación de materia y energía en la biosfera

Recomendaciones didácticas

1. Página 90

Puede discutirse sobre la definición de biosfera propuesta por distintos autores:

- Para Margalef es el ecosistema planetario. - Para Terradas y Díaz Pineda es la comunidad del ecosistema planetario y éste se

denomina exosfera. Considerando esta segunda definición, debe destacarse que: La ecosfera es un sistema cerrado porque intercambia energía con el exterior. La biosfera es un sistema abierto porque intercambia materia y energía con el exterior.

Deben repasarse los conceptos de ecosistema, comunidad, biotopo, hábitat y nicho ecológico, así como los principales biomas.

2. Página 91

Los alumnos deben comprender que, en los ecosistemas, la materia y la energía circulan en forma de relaciones tróficas y que, la materia orgánica, es una forma de almacenar energía.

Las relaciones tróficas, se representan mediante cadenas tróficas en las que cada organismo ocupa una posición llamada nivel trófico.

Normalmente, en los ecosistemas, se entrecruzan varias cadenas tróficas formando las llamadas redes tróficas.

Los productores son autótrofos, es decir, fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica utilizando como fuente de energía:

- La energía de la luz, en los organismos fotosintetizadores (Fotolitótrofos). - La energía desprendida en la oxidación de compuestos químicos existentes en el medio

en que viven, en los organismos quimiosintetizadores (Quimiolitótrofos).

Los consumidores son heterótrofos, es decir, no fabrican materia orgánica a partir de inorgánica. Utilizan la materia orgánica como fuente de materia orgánica y como fuente de energía (Quimioorganótrofos).

3. Página 92

Es importante destacar que los organismos descomponedores incluyen dos grupos:

- Transformadores: transforman la materia orgánica en materia orgánica e inorgánica. Son saprófitos: quimioorganótrofos. Usan materia orgánica muerta, sin ingerirla. Hacen una digestión externa y posteriormente absorben los nutrientes. Ejemplos: los hongos y muchas bacterias.

- Mineralizadores: son quimiolitótrofos. Oxidan moléculas inorgánicas reducidas, que proceden del metabolismo de otros seres vivos y las transforman en sales que pueden asimilar los productores. Ejemplos: muchas bacterias, que cierran los ciclos de los elementos. Son autótrofos, pueden elaborar materia orgánica.

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4. Página 93

Debe destacarse que:

- El flujo de energía es unidireccional y abierto debido a las pérdidas en forma de calor de los seres vivos, producidas a lo largo del ecosistema. Por ello, es necesario un aporte exterior energía (solar) para que el ecosistema se mantenga estable.

- El flujo de materia es cíclico (cerrado) gracias a los descomponedores, que transforman la materia orgánica de cadáveres y restos orgánicos, en sustancias inorgánicas sencillas asimilables por los productores.

5. Página 94

La materia sirve de vehículo al flujo de energía y se va transformando mediante reacciones de oxidación-reducción:

- Cuando la materia se reduce, almacena energía química. - Cuando se oxida, libera energía en forma de calor o de energía química.

La biomasa representa la cantidad de energía fijada como materia orgánica (viva o muerta) en un nivel trófico o en un ecosistema.

Dado que la materia orgánica es el vehículo de la energía en los ecosistemas, la energía se puede expresar como cantidad de materia orgánica.

La biomasa se expresa en:

- Peso seco de materia orgánica por unidad de superficie o volumen. Ejemplo: Kg de materia orgánica/m2.

- Peso de carbono orgánico por unidad de superficie o volumen. Ejemplo: Kg de C/m2. - Energía por unidad de superficie o volumen. Ejemplo: Kcal/m2, teniendo en cuenta que 1

g de materia orgánica seca produce aproximadamente 4 Kcal.

Los ecosistemas complejos (un bosque) tienen mayor cantidad de biomasa vegetal que los más simples (un pastizal).

Los ecosistemas terrestres suelen tener mayor cantidad de biomasa vegetal que animal, mientras que en los marinos sucede lo contrario.

La producción se define como la cantidad de energía acumulada como materia orgánica por unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo, en cada nivel trófico o en el ecosistema.

La producción se expresa en unidades de biomasa por unidad de tiempo.

6. Página 96

Conviene reforzar los siguientes conceptos:

- Producción primaria bruta (PPb): total de materia orgánica fotosintetizada por unidad de superficie o de volumen (biomasa producida) en la unidad de tiempo. Depende de la energía solar recibida y de otros factores que pueden actuar como limitantes.

- Producción neta (Pn): aumento de la biomasa por unidad de tiempo en cada nivel trófico. Se calcula restando a la PB la energía consumida en los procesos metabólicos (fundamentalmente en la respiración).

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- La producción primaria neta (PPn) media de los continentes varía entre 300 y 350 g de C/m2/año. Es decir, una mínima parte de la energía solar que recibe la Tierra es aprovechada por los productores y entra en los organismos.

- Producción secundaria bruta (PSb): cantidad de alimento asimilado del total ingerido por unidad de superficie o de volumen en la unidad de tiempo. Los carnívoros asimilan del 40 al 60 % y los herbívoros del 10 al 30 %.

- La producción secundaria neta (PSn) es la energía que queda a disposición de los siguientes niveles tróficos una vez descontada de la PSb la energía gastada en los procesos metabólicos (respiración, excreción, etcétera).

7. Página 97

La tasa de renovación, o productividad neta, varía entre 0 y 1, e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la biomasa existente:

- En algunos ecosistemas la tasa de renovación es un parámetro mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía.

- La producción del fitoplancton marino es menor que la de la vegetación terrestre; pero se renueva tan rápidamente, debido a su alta tasa de reproducción, que su productividad es mucho más alta y su producción de biomasa (producción neta) puede ser igual o incluso superior a la de la vegetación terrestre.

- Por ello, la biomasa de un nivel trófico puede ser inferior a la de otro superior, siempre que la tasa de renovación del primero sea mayor que la del segundo

Por este motivo, en los ecosistemas marinos, la biomasa de los productores (fitoplancton) es inferior a la de los consumidores primarios (zooplancton y peces).

La productividad de los ecosistemas tiende a disminuir con el tiempo:

- Al colonizar un espacio vacío, la producción bruta es mucho mayor que la respiración de la poca biomasa.

- El exceso de producción va originando más biomasa, con lo que aumenta la respiración. - En la madurez la respiración y la producción tienden a alcanzar cierto equilibrio, y la

biomasa alcanza un valor máximo (según las condiciones ambientales). La productividad es mínima, ya que toda la producción se emplea en mantener la biomasa y no se produce ningún aumento significativo de nueva biomasa (de producción neta).

En igualdad de condiciones ambientales, la tasa de renovación de un cultivo agrícola sería casi 1, la de un pastizal entre 0 y 1, y la de un bosque maduro casi 0.

El tiempo de renovación es el tiempo que tarda un nivel trófico, o el ecosistema completo, en renovar su biomasa. Es una medida del tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las estructuras biológicas del ecosistema.

Los productores pueden presentar dos estrategias respecto al tiempo de renovación:

- Especies rápidas: individuos pequeños y sencillos, con tasa de reproducción alta. Ejemplo: el fitoplancton.

- Especies lentas: individuos grandes y complejos, con tasa de reproducción baja.

En la mayoría de los ecosistemas coexisten poblaciones de los dos tipos:

- En un bosque: hierbas (rápidas), y arbustos y árboles (rápidas). - En un lago: fitoplancton (rápida), y plantas y algas (rápidas).

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8. Página 99

En los ecosistemas explotados por el ser humano, la extracción de biomasa origina un rejuvenecimiento (simplificación de la estructura) del ecosistema, y por tanto una disminución de la respiración y un aumento de la productividad:

- En los cultivos agrícolas o forestales se extrae gran parte o la totalidad de la biomasa producida por los productores.

- En la ganadería, pesca o caza se extrae biomasa de los consumidores primarios o secundarios.

9. Página 100

Debe destacarse que:

- Las pirámides tróficas son esquemas que representan cuantitativamente las relaciones alimentarias entre los distintos niveles de un ecosistema.

- En los niveles tróficos más elevados la energía disponible es tan pequeña que los animales situados en ellos normalmente se alimentan en varios niveles tróficos: los omnívoros.

10. Página 101

Conviene destacar que las pirámides de biomasa y las de números pueden ser invertidas:

- En algunos ecosistemas marinos, si los datos se toman inmediatamente después de un consumo masivo de productores, estos pueden presentar una biomasa inferior a la de los niveles siguientes.

- Si se prolonga en el tiempo, el ecosistema desaparecerá. - Se produce por la alta tasa de renovación del fitoplancton, que puede duplicar sus

poblaciones en horas, proporcionando materia orgánica constantemente a los consumidores cuya multiplicación y crecimiento son más lentos.

11. Página 102

Debe aclararse que un factor limitante de un proceso es aquél que, en determinadas condiciones, influye limitando o impidiendo dicho proceso. Aunque no todos los factores que influyen en un proceso son limitantes, cualquiera de ellos puede llegar a serlo si se cumple la ley del mínimo.

12. Página 103

La temperatura y la humedad tienen especial importancia como factores limitantes en los ecosistemas continentales. Hay tres tipos de plantas según sus adaptaciones metabólicas respecto a estos factores:

- Las plantas C3, las más abundantes en climas húmedos, cuando están en climas secos y calurosos cierran sus estomas para no perder agua, de forma que disminuye la cantidad de CO2 y aumenta la de O2, hasta que la relación CO2 / O2 disminuye tanto que la eficacia fotosintética desciende debido al aumento de la fotorrespiración.

- Las plantas C4, que están adaptadas a climas secos y calurosos, tienen una vía alternativa para fijar CO2 aunque esté en cantidades bajísimas. Esta ruta actúa como una bomba impulsora de CO2 desde la atmósfera hasta las células que realizan la fotosíntesis.

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- Las plantas CAM, adaptadas a climas desérticos, fijan CO2 por la noche sobre ácidos orgánicos y de día lo incorporan a la fotosíntesis con los estomas cerrados. Además son C4 y tienen adaptaciones morfológicas.

13. Página 104

Los factores limitantes de la producción primaria:

- El CO2 es suficientemente abundante tanto en el aire como en el agua, por lo que no actúa como factor limitante.

- El N2 es muy abundante en la atmósfera, y los microorganismos fijadores del mismo lo transforman en nitratos y nitritos que abundan tanto en el suelo como en el agua. Su papel como factor limitante no suele ser importante.

- Las sales de fósforo suelen actuar como factores limitantes porque, aunque el P es abundante, se encuentra inmovilizado en la litosfera.

- En los ecosistemas marinos, las sales minerales pueden actuar como factores limitantes porque se encuentren a mucha distancia del lugar en que las necesitan los productores. El oleaje, las corrientes marinas o el viento las transportan hasta la superficie.

- El aumento de la intensidad luminosa hace aumentar la actividad fotosintética hasta ciertos valores de intensidad luminosa. Después se estabiliza.

14. Página 105

Las zonas de afloramiento son zonas costeras con corrientes ascendentes de agua que arrastran los nutrientes desde los fondos hasta las zonas superficiales, donde son utilizados por el fitoplancton. Por ello son zonas muy productivas, donde se localizan los principales caladeros de pesca.

15. Página 106

El rendimiento fotosintético es máximo con intensidades luminosas no muy grandes, es decir, en las primeras y últimas horas del día.

Al aumentar la intensidad luminosa incidente, la actividad fotosintética aumenta, pero sólo hasta un punto en el que deja de aumentar aunque siga creciendo la intensidad luminosa. Esto se debe a:

- La disposición de las unidades fotosintéticas en los cloroplastos, que hace que se den sombra unas a otras.

- La estructura de los fotosistemas, que tienen un solo centro de reacción.

16. Página 107

Es importante destacar las siguientes cuestiones:

- La producción primaria bruta depende de una serie de factores que pueden actuar como limitantes y de la energía solar recibida.

- La producción primaria neta es el 50% de la producción primaria bruta. - Los ecosistemas de menor producción son los desiertos y las zonas centrales de los

océanos. - Los ecosistemas de mayor producción son los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas

costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas continentales. - De la energía solar que recibe la Tierra, sólo la mitad llega a la superficie en forma de luz

(radiación visible), calor (radiación infrarroja) y radiación ultravioleta (muy poca).La otra mitad es reflejada o absorbida por la atmósfera (rayos gamma, X y ultravioleta).

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- De la energía que llega a la superficie, sólo el 10% está a disposición de los productores. - De ella, sólo entre el 1 y el 3% se aprovecha en la fotosíntesis. El resto, llamada energía

exosomática, se usa en calentar las superficies, el agua, el aire; es la responsable de los movimientos de fluidos.

- La energía aprovechada por los productores se denomina endosomática, y es una mínima parte de la energía que recibe la Tierra.

17. Página 108

Se pueden distinguir los siguientes tipos de ciclos biogeoquímicos:

- Ciclos de elementos gaseosos: la atmósfera es el almacén del elemento, la circulación es rápida y son ciclos relativamente cerrados (no suele haber pérdidas significativas del elemento).Son los del oxígeno, el carbono y el nitrógeno.

- Ciclos de elementos sedimentarios: la geosfera es la reserva del elemento, la circulación es lenta porque deben ser liberados de las rocas sedimentarias, incorporados al suelo y usados por los productores. Parte del elemento se incorpora a los sedimentos profundos y queda retirada del ciclo. Por ello suelen actuar como factores limitantes para los productores. El más importante es el ciclo del fósforo.

18. Página 109

La reserva de carbono es el CO2 de la atmósfera. Pasa a la biosfera por la fotosíntesis y regresa a la atmósfera por la respiración.

19. Página 110

Respecto al ciclo del fósforo, conviene destacar que:

- El fósforo es un componente esencial de muchas biomoléculas. Forma parte de los ácidos nucleícos, de fosfolípidos, del ATP y de otras moléculas fosforiladas.

- El fósforo actúa como factor limitante de la producción primaria. - Está inmovilizado en sedimentos marinos profundos desde donde debe pasar a las

rocas de la superficie continental. - Como este paso depende del ciclo geológico, el fósforo puede considerarse un recurso

no renovable.

20. Página 111

Las bacterias quimiosintetizadoras pueden obtener la energía necesaria para sus funciones vitales de la desprendida en la oxidación de compuestos químicos existentes en el medio en que viven. Producen ATP mediante una fosforilación oxidativa durante la oxidación de la fuente de energía.

Se distinguen:

- Bacterias quimiosintetizadoras del C: entre ellas están las bacterias nitrificantes: que son quimiolitótrofas, ya que obtienen la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos. Producen ATP para fijar CO2 gracias a la energía desprendida en la oxidación de compuestos del N. Los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus aprovechan la energía desprendida en la oxidación del amoniaco a ácido nitroso. El género Nitrobacter usa la energía desprendida en la oxidación del ácido nitroso a ácido nítrico.

- Bacterias quimiosintetizadoras del N: son quimiorganótrofas, ya que obtienen la energía de la oxidación de compuestos orgánicos del medio en que viven. Son los únicos

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organismos capaces de incorporar N atmosférico para transformarlo en materia orgánica. Los géneros Clostridium y Azotobacter aprovechan la energía desprendida de la oxidación de glúcidos del suelo. El género Rhizobium aprovechan la energía de la oxidación de los azúcares de las raíces de las leguminosas.

21. Página 112

Deben relacionarse el ciclo del nitrógeno y el del fósforo con la eutrofización de las aguas.

Este fenómeno sucede por un gran aporte a los lagos de materia orgánica y nutrientes minerales, sobre todo fósforo y nitrógeno.

22. Página 113

Los aminoácidos metionina y cisteína contienen azufre y participan en la estabilidad de la estructura terciaria de las proteínas debido a la formación de puentes disulfuro entre distintas zonas de la cadena polipeptídica.

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Actividades PAU

1. El ecosistema: concepto de ecosistema; biotopo y biocenosis; factores abióticos y bióticos. Biodiversidad.

(Andalucía, 2005)

2. Señale las diferencias entre hábitat y ecosistema y entre biotopo y biocenosis.

(Aragón, 2001)

3. La materia y la energía fluyen en el ecosistema y van transfiriéndose de unos organismos a otros:

a) ¿Qué ocurriría en un ecosistema si se destruyese el eslabón de los organismos productores?

b) ¿Qué sucedería en un ecosistema si suprimiésemos el grupo de los descomponedores?

(Extremadura, 2005)

4. Defina los siguientes conceptos que hacen referencia a las relaciones tróficas en los ecosistemas: consumidores primarios, consumidores secundarios, omnívoros y descomponedores. ¿Por qué son importantes los descomponedores en los ecosistemas, y qué pasaría si no existieran?

(Castilla y León, septiembre 2004.)

5. Explica en qué consiste el reciclado de materia en los ecosistemas. Grupos de organismos descomponedores. Concepto de Biodegradabilidad.

(Castilla-La Mancha, septiembre 2005)

6. El flujo de la energía en los ecosistemas. Estructura trófica de los ecosistemas: cadenas y redes tróficas. Flujo de energía entre niveles tróficos. Pirámides de energía.

(Andalucía, 2006)

7. Señale las diferencias entre producción primaria y producción secundaria. Distinga también entre producción bruta y producción neta.

(Valencia, junio 2005)

8. Flujo de energía a través de los ecosistemas.

Explique la regla del 10% y nombre sus consecuencias sobre la organización o complejidad de los ecosistemas.

(Aragón, junio 2005)

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9. Redes Tróficas.

Diga qué está representado en este dibujo y qué agrupamientos cabe señalar en los organismos atendiendo a parámetros tróficos.

(Valencia, junio 2005)

10. El ecosistema de un lago tiene la siguiente distribución cuantitativa en sus niveles tróficos con respecto a la biomasa, producción neta y producción bruta:

P: productores; H: herbívoros; C1: consumidores primarios; D: descomponedores.

Se pide:

a) Calcular las pérdidas por respiración en cada nivel trófico.

b) Calcular la productividad neta en cada nivel trófico.

(Cantabria, junio 2001)

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11. La producción biológica. Producción primaria y secundaria. Productividad y tiempo de renovación.

(Andalucía, 2006)

12. Las siguientes pirámides de biomasa están construidas con datos reales de ecosistemas.

Compárelas. ¿Cómo puede ser posible la pirámide de biomasa del ecosistema marino?

(Aragón, junio 2004)

13. Al observar las siguientes pirámides ecológicas:

a) Diga de qué tipo de pirámides se trata, interpretando los datos de cada nivel trófico y comentando la información que aportan sobre la estructura del ecosistema

b) ¿En qué otras unidades se pueden expresar los niveles tróficos? ¿A qué tipo de pirámides corresponde?

(Murcia, septiembre 2006)

14. Describa el flujo de energía a través de los ecosistemas indicando:

a) La estructuración de los distintos tipos de organismos.

b) La eficiencia de la transferencia de la energía por los distintos niveles y su representación gráfica.

c) La relación entre la primera ley de la termodinámica («la energía ni se crea ni se destruye sino que se transforma») y la generalización empírica del aprovechamiento del 10% de energía de un nivel trófico al siguiente.

(Murcia, septiembre 2003)

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15. Energía y cadenas tróficas.

(Valencia, septiembre de 2006)

16. Define pirámide trófica. Tipos de pirámides tróficas. Pon un ejemplo de pirámide invertida y explícalo.

(Castilla la Mancha, 2005)

17. La ilustración representa la pirámide de biomasa que se obtuvo del fitoplancton y el zooplancton de un hábitat marina. Los números representan el peso seco en g/m3.

Explica:

a) Cómo se construyen las pirámides de biomasa.

b) La razón de la pirámide invertida del ejemplo.

(Extremadura, septiembre 2005)

18. Enumere y explique los factores limitantes de la productividad primaria en los ecosistemas.

(Cantabria, junio 2001)

19. Principales factores limitantes de la fotosíntesis.

(Asturias, junio 2006)

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20. ¿Qué se entiende por factor limitante? Aplíquelo a factores como la temperatura y la humedad.

(La Rioja, junio 2005)

21. En la costa del Perú los vientos alisios empujan hacia el oeste el agua superficial del océano de tal forma que se produce un ascenso de aguas más profundas (afloramiento) con el consiguiente enriquecimiento en seres vivos. ¿Su existencia tiene algún tipo de repercusión económica? Razone su respuesta.

(Aragón, junio 2006)

22. ¿A qué se denomina zona de afloramiento en los océanos? ¿Qué importancia tienen para los recursos pesqueros?

(Andalucía, 2006)

23. Señala dos nutrientes que suelen actuar como factores limitantes de la producción primaria, indicando por qué.

(Castilla La Mancha, septiembre 2004)

24. Concepto de <<Producción primaria>> en una cadena trófica y factores limitantes de la misma.

(Murcia, junio 2005)

25. Las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada nivel trófico como la del ecosistema completo se denominan parámetros tróficos.

a) Definir los conceptos de producción y productividad.

Biomasa total kg C/m2

Producción diaria bruta g C/m2

· día Producción diaria neta g C/m2

· día

Pradera 2 4 2

E Bosque tropical 18 6,5 0,5

b) Calcular la eficiencia y el tiempo de renovación de una pradera y de un bosque tropical cuyos valores de biomasa total, producción diaria bruta y producción diaria neta se entregan en la tabla. Comentar los resultados, estableciendo comparaciones entre los dos ecosistemas.

c) Explicar la evolución de la biomasa, la producción, la productividad, el tiempo de renovación y la eficiencia a medida que madura un ecosistema.

(Canarias, septiembre 2003)

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26. Dibuja un esquema que represente el ciclo del carbono en la naturaleza. ¿Cuáles son las perturbaciones originadas por el hombre en dicho ciclo?

(Cantabria, junio 2000)

27. Entre los ciclos biogeoquímicos, el del carbono es de máxima importancia en la regulación del clima en la Tierra.

a) ¿En qué compuestos químicos se encuentra el carbono en los distintos sistemas terrestres?

b) ¿A través de qué procesos naturales se transfiere el carbono desde la biosfera hasta la atmósfera, y a la inversa? Explíquelo.

(Aragón, junio 2004)

28. En el esquema adjunto se representan algunos de los procesos que tienen lugar en el ciclo del carbono.

a) Nombre y describa brevemente los procesos señalados con las letras A, B, C y D.

b) ¿Qué destino tiene el CO2 retirado de la atmósfera en el proceso A? ¿Qué papel juegan en ese destino los seres vivos?

c) A partir del esquema, explique cómo interviene la actividad humana en las velocidades de entrada y salida de carbono de la atmósfera. ¿Qué consecuencias tiene esto sobre la concentración de CO2 atmosférico?

(Andalucía, 2006)

29.

a) ¿Qué procesos del ciclo del carbono retiran CO2 de la atmósfera y cuáles lo liberan?

b) ¿Cómo interfieren las actividades humanas en dicho ciclo?

(Aragón, 2005)

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30. Realice un esquema del ciclo del carbono ¿Qué actividades humanas están produciendo alteraciones en el ciclo? ¿Qué consecuencias tienen estas alteraciones para el medio ambiente?

(Castilla y León, junio 2005)

31. ¿Cómo interviene la especie humana sobre el ciclo del fósforo?

(Andalucía, 2005)

32.

a) ¿Cuál cree que es la razón de que el fósforo sea el principal factor limitante de la producción primaria?

b) ¿Cómo afectan al ciclo del fósforo las siguientes actividades humanas: la pesca, el abuso de fertilizantes químicos y el uso de detergentes con fosfatos?

(Aragón, junio 2002)

33. Ciclo del Nitrógeno y actividades humanas.

El nitrógeno es uno de los elementos fundamentales para el desarrollo de los seres vivos.

Se necesita N, sobre todo, para sintetizar las proteínas. En el ciclo del N participan multitud de seres vivos posibilitando que éste circule entre la atmósfera, la geosfera y la biosfera de forma continua.

a) Explique el ciclo de las bacterias fijadoras del N y de las bacterias nitrificantes en el ciclo.

b) Explique qué impactos produce la agricultura en el ciclo.

c) Explique cómo afectan la industria y el transporte al ciclo del N y consecuencias ambientales que derivan de ello.

(La Rioja, junio 2002)

34. CRÓNICA EN VERDE: «La invasión de los nitratos»:

«La aparición de elevadas concentraciones de nitratos en el agua para consumo humano ha afectado, durante las últimas semanas, al normal suministro de unos 200.000 andaluces, distribuidos en las provincias de Sevilla, Granada y Córdoba. El problema de la contaminación de cauces y acuíferos está muy extendido en la región, aunque sólo en los casos en que se ve afectada la salud pública suele ponerse de manifiesto(..........).Las intensas lluvias registradas durante el pasado invierno han contribuido, igualmente, a agravar la incidencia de estos episodios».

En relación con la anterior noticia, aparecida durante la pasada primavera en un diario nacional, responda a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuáles pueden ser las causas de la contaminación de las aguas en estas áreas?

b) ¿Por qué las intensas lluvias favorecen la nitrificación de cauces y acuíferos?

c) ¿Qué pasos seguirán estos nitratos en el proceso general del ciclo del nitrógeno?

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(Andalucía, 2003)

35. En el ciclo del nitrógeno, ¿qué diferencia existe entre los procesos de desnitrificación y de nitrificación?

(Andalucía, 2006)

36. Indica qué microorganismos intervienen en el enriquecimiento del suelo en nitratos, fosfatos y sulfatos.

37. La siguiente tabla, muestra los valores medios de biomasa y de producción primaria neta anual de los principales ecosistemas acuáticos y ecosistemas terrestres, así como la extensión que ocupan.

a) La producción primaria en el océano abierto (ecosistema pelágico) es muy baja, mientras que en estuarios es muy alta. Explica razonadamente las causas que determinan esta diferencia de producción.

b) Calcula la productividad primaria (tasa de renovación) del bosque templado y del ecosistema pelágico. Indica como lo haces y que unidades se emplean. Explica el significado de la productividad primaria.

c) Calcula el tiempo de renovación del bosque templado y de la pradera. Indica las unidades que se utilizan para medir este parámetro y explica su significado.

(Andalucía, 2004)

38. La producción bruta de una pradera es de 4gC/m2xdía y su biomasa total de 2 kgC/m2. Sabemos que su gasto diario de mantenimiento (respiración) es de 2gC/m2xdía. En un bosque tropical, la producción bruta es de 6,5gC/m2xdía, el gasto respiratorio de 6gC/m2xdía y la biomasa de 18 kgC/m2.

a) Enumere los parámetros tróficos de un ecosistema y defina uno de ellos.

b) Calcule las producciones netas y el tiempo de renovación de ambos ecosistemas.

(Aragón, junio 2005)

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Web de interés

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/100Ecosis.htm

Contiene conceptos básicos de ecología.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/05PrinEcos/120BiomTer.htm

Resumen de los principales biomas terrestres.

• http://homepage.mac.com/uriarte/fotosintesis.html

Sobre fotosíntesis y respiración, con enlaces a otras páginas sobre el ciclo del carbono y los flujos de energía en la Tierra.

• http://www.biologia.edu.ar/ecologia/FUNCIONAM%20DE%20UN%20ECOSISTEMA.htm

Sobre flujo de energía y niveles tróficos.

• http://www.peruecologico.com.pe/lib_c2_t07.htm

Sobre el flujo de energía en el ecosistema con animaciones.

• http://es.wikipedia.org/wiki/Producci%C3%B3n_primaria

Conceptos de biomasa y producción primaria.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/110ProPri.htm

Muestra información sobre fotosíntesis y respiración, producción primaria bruta, neta y eficiencia.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/120ProSec.htm

Se refiere a productores secundarios, al uso de la energía por los animales y los detritívoros.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/indice.html

Libro electrónico de Ciencias de la Tierra

• http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos11.htm

Trata sobre los factores que influyen en la fotosíntesis, y por tanto, en la producción primaria.

• http://www.joseacortes.com/ctyma/direcciones.htm

Contiene cuestionarios interactivos, direcciones recomendadas y otros recursos didácticos de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente.

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• http://almez.cnice.mecd.es/~jrem0000/dpbg/Fotosintesis/fotosistemas.html

http://www.biologia.edu.ar/plantas/fotosint.htm

Información sobre los fotosistemas I y II.

• http://www.google.es/search?hl=es&q=factores+limitantes+temperatura+humedad&btnG=B%C3%BAsqueda+en+Google&meta=

Información sobre factores limitantes en invernaderos.

• http://www.bornet.es/notic/Ciencias_de_la_Tierra_y_Climatologia/Ciencias_de_la_Tierra_y_Climatologia__1_.shtml

Revista sobre Ciencias.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/131CicC.htm

Información sobre el ciclo del carbono.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/137CicP.htm

Contiene información sobre el ciclo del fósforo.

• http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/135CicN.htm

Tiene información sobre el ciclo del nitrógeno.

• http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/CTMA/BIOSFERA/ciclos.htm

Información sobre los ciclos biogeoquímicos con cuestiones PAU (Madrid) resueltas.

• http://platea.pntic.mec.es/~jojimene/

Noticias de prensa relacionadas con CTMA.

BLOQUE II. Biosfera

04 UNIDAD 4

Ciencias de la Tierra y medioambientales 18-19

Bibliografía

DELIBES, MIGUEL, La tierra herida, Ediciones Destino, 2006. Sobre los problemas ecológicos a los que se enfrenta el planeta en el nuevo siglo: el cambio climático, la desertificación, la desaparición de especies, la escasez de recursos básicos como el agua, la contaminación del medio ambiente, el deshielo de los polos y el peligro de la subida del nivel del mar.

DOMÍNGUEZ, LUÍS MIGUEL. Tierra nuestra, vida nuestra: Diario de un naturalista distraído, Ediciones Temas de Hoy,2004. Despierta el interés por la ecología. Incluye críticas bien documentadas, comentarios irónicos y cierta nostalgia de todo aquello que la inconsciencia y el abuso del hombre han terminado por menoscabar. También ofrece información práctica y pautas de actuación para preservar el medio ambiente, valorado y disfrutarlo.

DUVIGNEAUD. P. La síntesis ecológica. Ed. Alambra, 1978. Texto clásico de ecología general.

ENRIC LLEBOT, JOSEPH. El cambio climático, Rubes Editorial, 1998. Este libro clarifica conceptos sobre la masiva utilización y transformación de los recursos naturales, expone datos fiables, explica las conclusiones de las conferencias internacionales como la de Kioto y hace reflexionar al lector para que pueda extraer sus propias conclusiones.

HEINRICH, DIETER Y HERAT, MANFREG. Atlas de ecología. Madrid, Alianza. Proporciona una visión ordenada de los fundamentos de la ecología (ecología general) y de sus métodos de investigación. Incluye un cuadro cronológico donde se mencionan todas las catástrofes ecológicas acontecidas en la historia de la Humanidad y una selección bibliográfica en castellano organizada por temas.

MARGALEF, R., Ecología, Barcelona: Ediciones Omega, 1991. Manual clásico de ecología.

NOVO, MARÍA. La educación ambiental: bases éticas, conceptuales y metodológicas. Editorial Universitas, 1998. Para la formación y reciclaje del profesorado. El libro dedica un amplio capítulo a la integración de la Educación Ambiental en el currículum escolar.

ODUM, EUGENE P., Ecología. Bases científicas para un nuevo paradigma, Barcelona: Ediciones Vedra, 1992. Texto clásico de ecología general.

SAPIÑA, FERNANDO. 2006. ¿Un futuro sostenible? El cambio global visto por un científico preocupado. Universitat de Valencia. Server de publicacions Especial referencia a los ciclos de los elementos y la influencia humana en ellos.

VV.AA.El impacto del hombre sobre el planeta.Editorial Complutense, 2005. La población humana se ha disparado en las últimas décadas. Como consecuencia se contamina el mar y la atmósfera, cambia el clima, se pierde suelo, se esquilman los recursos y desaparecen las especies. En este libro se reflexiona e informa sobre las características e intensidad de muchos de estos problemas.

BLOQUE II. Biosfera

04 UNIDAD 4

Ciencias de la Tierra y medioambientales 19-19

VV.AA.La Biosfera, nuestro planeta Parramon Ediciones, S.A. 2005 Esta obra visual, explica mediante ilustraciones sencillas, los aspectos fundamentales de la vida: la cadena alimentaria, los diferentes hábitat naturales y la influencia que el ser humano ha tenido en ellos: la contaminación y la destrucción de los ecosistemas. Trata también sobre las especies en peligro de extinción y el futuro del planeta.