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CAPÍTULO 2.2

Factores abióticos

El ambiente terrestre y acuático

Topografía, suelos, nutrientes y fertilidad

Ciclo del agua, propiedades de cuerpos acuáticos

El Niño y situación del agua en el Perú Geog. Fabian Drenkhan – ECOLOGÍA – Semestre 2013-1, PUCP

1

1. Introducción – El ambiente terrestre

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1. Introducción – El ambiente terrestre

Ciclo físico de la Tierra

Temperatura

Precipitación

Radiación solar

Hidrósfera Litósfera

Biósfera

Pedosfera

Atmósfera

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Agua

Temperatura

Interacción

Luz

1. Introducción – El ambiente terrestre

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Ratón Orejón Andino (Phylotis andinum)

Factores abióticos (no vivos) Factores bióticos (vivos)

Rocas

Suelo

Agua

Suelo

Rocas

Depredador es

Plantas

alimenticias

Otros ratones

Humanos

Enfermedades

Interacción

4

Está delimitada debajo por el lecho rocoso

(litósfera), el aire (atmósfera) y las aguas por encima (hidrósfera).

2. Topografía

Definición

Corresponde a la forma superficial terrestre.

Describe la geometría de la T ierra con sus elevaciones y

depresiones, pendientes y vertientes, el reliev e.

La topografía de la Tierra influye altamente las condiciones de vida.

Ejemplos: Erosión, degradación, heladas, carencia de agua, gradiente de temperatura etc.

Pacífico

Vertiente andina or iental

Cordillera Blanca

Cordillera Negra

5

2. Topografía

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Barlovento Ladera expuesta al viento

Aire más frío y húmedo

Sotavento Ladera en la “sombra”

del v iento

Aire más cálido, seco

Efecto Föhn Calentamiento del aire más intenso en la ladera de sotavento debido a

la desigualdad del [gradiente adiabático húmedo (barlovento) y seco (sotavento)]

[p. e. v ientos Chinook (EE. UU.), Puelche (Chile), Zonda (Argentina)] 6

2. Topografía

Fuente: SM ITH & SMITH 2007: 61

Llanuras Grandes

Estepa ( ~ 350-500 mm prec.)

Rocky Mountains Centrales

Clima montañosa (~500 mm prec.) Costa con Sequoia (Redwoods)

Bosque lluvioso (~2000 mm prec.)

7

2. Topografía

Efecto en los Rocky Mountains

¡Suelo ≠ suciedad! sino una estructura compleja llena de vida

8

3. Suelo

Definición

La parte superficial animada de la corteza terrestre, delimitada debajo por el lecho rocoso (litósfera) y la

cobertura v egetal por encima (biósfera, atmósfera) en la superficie terrestre.

El suelo está compuesto de materiales sólidos (materia orgánica, elementos de minerales etc.),

organismos v iv ientes, agua y aire.

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Roca madre

Descomposición rocas y minerales originales

(modificación química)

Resultado: Grietas

Agua entra, se expande (congelación) y amplia las

grietas / rompe partes de la roca (destrucción mecánica)

Desintegración

Nuevos fragmentos y espacios porosos

9

3. Suelo

Desintegración de la

roca madre en fragmentos tanto por la

acción conjunta del agua, de sales y de factores climáticos (insolación,

precipitación, calor y frío) como bióticos (raíces,

fauna, etc.)

Destrucción mecánica Modificación química

Meteorización

Tiempo

Roca

Plantas pioneras

Producción mater ia

orgánica

Formación suelo

Topografía Clima Flora

Fauna

10

3. Suelo

Meteorización

Oxígeno Base de la vida, tanto para la flora como

para la fauna del suelo

Nitrógeno Fertilizante crecimiento vegetal 11

3. Suelo

Materiales sólidos Materia orgánica, raíces, minerales, etc.

Organismos vivientes Macro-, meso- y microfauna

Agua

Aire Oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc

Materia básica para la masa del suelo, el humus

Descomposición y reconstrucción

Traslado de la materia orgánica

Agua para plantas Traslado

con nutrientes disueltos de nutrientes y partículas

Composición Cobertura vegetal

Atmósfera

Litósfera

Pedosfera

Fuente: BRACK & MENDIOLA 2004: 311

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rojo

óxidos de hierro

poco fértil

ocre-amarillo

óxidos de hierro

poco fértil

negro

materia orgánica /

manganeso

fértil / poco fértil

gris

agua embalsada

poco fértil

OJO: No hay una regla general, en algunos casos el solo color NO representa una fertilidad más alta o baja 12

3. Suelo

Color de suelos

arenoso arcilloso franco

Permeabilidad

alta

nula media

Almacenamiento

de agua poco mucho intermedio

Aireación buena mala buena

Nutrientes pocos muchos muchos Suelo franco-arcilloso

Agua percola más lento, está retenido

en varios espacios porosos y de ese modo disponible para las plantas

Suelo arenoso Agua percola rápidamente hacia la

napa freática, no está disponible para las plantas porque no está retenido

13

3. Suelo

Textura de suelo

14

3. Suelo

Formación de un suelo “maduro” (con horizontes):

2000 – 20,000 años [dependiente del c lima etc.]

Horizontes – Estructura vertical

Fuente: BRACK & MENDIOLA 2004: 313

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3. Suelo

Fuente: BRACK & MENDIOLA 2004: 313

Suelos por regiones climáticas

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3. Suelo

El pH (latín: “peso del

hidrógeno”) es una medida para la acidez o alcalinidad de una solución.

La cantidad de iones de

hidrógeno afecta las propiedades del suelo – respecto a su disponibilidad

de nutrientes y el crecimiento de las plantas.

Fuente: http://www.educando.edu.do/UserFiles/P0001/Image/CR_Articulos_Educando/art_estudiante/escala%20ph.png

pH

Mejor pH de suelo para la mayoría de las plantas:

entre pH 6,3 y 6,8 (un poco ácido hacia neutro) 17

3. Suelo

neutro alcalino ácido

pH 4 pH 7 pH 10

Suelo ácido

Dis ponibi lidad alt a de

hierro, m anganeso y zinc, falta de v arios nutrient es (Fósforo, calc io, magnesio, etc .)

Intoxicaciones (Aluminio, etc.)

Suelo básico (alcalino)

Falta de manganes o etc.,

per o m ejor dis ponibi lidad de nutrientes (Fósforo, calc io etc.)

Solubilidad nutrientes

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3. Suelo

neutro alcalino ácido

pH 4 pH 7 pH 10 Carencia de hierro

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3. Suelo

neutro alcalino ácido

pH 4 pH 7 pH 10 Carencia de potasio

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3. Suelo

Ley del mínimo

(Ley de Liebig, 1840)

Cada organismo depende estrechamente

de su ambiente abiótico y solo puede desarrollarse debido a los recursos disponibles.

El crecimiento máximo de una planta está delimitado por el recurso (nutriente, luz,

agua etc.) más escaso disponible. (factor mínimo).

La abundancia de otros recursos no puede sustituir la limitación por este recurso

escaso.

Nutrientes – Factores limitantes

Cada duela como un factor

Mínimo

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¡Exceso de la fertilización puede empeorar las

condiciones hasta agotar la fertilidad del suelo!

¡Producción agraria global se aumentó enorme-

mente desde el siglo 18 debido a estos aditamentos!

Fertilización

Principio de la fertilización basa en esta comprensión de Liebig:

Incrementar la cantidad de los

nutrientes más escasos (factores mínimos) para mejorar las condiciones del crecimiento de

plantas.

Moderno abono químico

Extracción de guano

21

3. Suelo

Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) Pantanos y humedales del sudeste de EE. UU.

22

3. Suelo

Copa de mono (Nepenthes ventricosa) Áreas húmedas de Indonesia, Borneo, Filipinas

Adaptaciones en la flora

Agua – La Condición previa para la vida 23

4. Introducción – El ambiente acuático

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4. Introducción – El ambiente acuático

Ciclo físico de la Tierra

Temperatura

Precipitación

Radiación solar

Hidrósfera Litósfera

Biósfera

Pedosfera

Atmósfera

Agua

Temperatura

Interacción

Luz

4. Introducción – El ambiente acuático

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Ratón Orejón Andino (Phylotis andinum)

Factores abióticos (no vivos) Factores bióticos (vivos)

Rocas

Suelo

Agua

Depredador es

Plantas

alimenticias

Otros ratones

Humanos

Enfermedades

Interacción

Infiltraciones

Napa freática 26

4. Introducción – El ambiente acuático Evaporación

Proceso del ascenso de vapor de agua de una superficie en la Tierra - debido al

calentamiento del agua (agua cambia del

estado líquido a estado gaseoso)

Transpiración

Evaporación de seres vivos para regular

su temperatura (animales, seres humanos) o para segregar una parte sobrera

(en las plantas, absorbida por las raíces)

Evaporación

Evaporación Derretimiento

Precipitación: Lluvia

Precipitación: Nieve

Lagunas

Ríos

Descarga

Transpiración

Océano

Derretimiento

Ciclo global del agua

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Plantas verdes: 50-90% de todo su organismo consiste en agua

Medusa común

(Aurelia aurita)

98% agua en todo el cuerpo

Secada en la orilla

Después de ~36 horas se muere de sed

27

4. Introducción – El ambiente acuático

¡El ser humano consiste en unos

70% de agua!

71% de la superficie terrestre

cubierta con agua

…de ello:

96,5% agua salada (mar)

3,5% agua dulce

….de lo último:

69% enlazado en

glaciares, polo norte/sur...

30% agua freática

Solo 1% del agua dul ce ( so lo 0,035% de toda el agua en la Tierra) directamente disponible en ríos, lagunas, pantanos y la atmósfera

28

4. Introducción – El ambiente acuático

El planeta azul

Tres estados de agregación

Sólido (Hielo, nieve)

Líquido (Agua “común”)

Gaseoso

(Vapor)

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4. Introducción – El ambiente acuático

¡La única sustancia en nuestro planeta que provee tanta

variabilidad – importante para la vida!

Punto de Ebullición (100°C)

Punto de Congelación (0°C)

H2O

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Delta del Amazonas

Meandros del Amazonas

Lago en herradura (Meandro abandonado)

Hábitats claves para muchos animales acuáticos p. e. Nutria gigante (Pteronura brasiliensis)

El Río Amazonas, el segundo río más largo y

el río con el mayor caudal del mundo, alberga

una abundancia de especies acuáticas y

terrestres . Solo los peces cuentan con más

que 3000 di ferentes especies, una cantidad

más alta que en todo el gran océano Atlántico.

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5. Cuerpos acuáticos

Agua dulce

Raíces fúlcreas – Estabilidad durante las mareas

Agua salobre – Confluencia de agua dulce (río) con agua salada (mar)

Manglares

Los manglares representan un ecosistema altamente adaptado a las condiciones

especiales : a la presencia de la sal (agua salobre) y las mareas (influencia del mar).

Pertenecen a uno de los ecosistemas más

productivas con alta biodiversidad y especialización de varios cangrejos, reptiles,

mamíferos y aves.

Glándulas de sal en la hoja – la manera para tolerar el agua salobre

31

5. Cuerpos acuáticos

Agua salobre

¿Está muerto el mar Muerto?

Alga (Dunaliella salina) Bacterias

Mar muerto (-422 mnm) (entre Israel, Jordania y los Territorios Palestinos)

Mar muerto

Bajo condiciones extremas saladas, la adaptación de organismos está muy

restringida – solo pocas especies pueden sobrevivir en estos ambientes a través de

mecanismos especiales. Las plantas que

toleran la sal se llaman halófitas.

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5. Cuerpos acuáticos

Agua salada

¡200 toneladas!

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La circulación de varias

corrientes de aguas

calientes y frías en la Tierra

es el resultado de la

temperatura d iferente y

distinta proporc ión de sa l

(cambio de densidad) de l

agua. Ade más la posic ión de

los continentes influye e l

curso de estas corrientes .

Esta emersión y sumersión

de aguas comprende varios

factores importantes para la

v ida, entre otros e l

sumin istro co n ox ígeno ,

nutrientes y la influenc ia

del clima.

33

5. Cuerpos acuáticos

Corrientes marinas

34

5. Cuerpos acuáticos

Comparación: Perú y Brasil

El princ ipal factor para la escasez de agua

en

Lima y la costa peruana

Corriente de Humboldt (Corriente fría)

Misma latitud – otro aspecto (12-13°S):

Salvador da Bahía

Corriente de Brasil (Corriente cálida)

Afloramiento

Costa

Mar Peruano Cordillera

Viento

Corriente de Humboldt Aguas frías emergidas nutritivas

El viento circula paralelamente a la

costa, del sur a norte. Así desplaza

masas de aguas superfic iales,

cálidas y pobres en nutrientes hacía

el norte. Estas son ree mp lazadas

por aguas profun das, frías y

ricas en nutr ientes que emergen a

la superfic ie.

Este proceso vertical se denomina

afloramiento.

Es el proceso determinante para

la riqueza en nutrientes tanto en el

Mar Peruano y Chileno como en

otras partes del mundo: p. e . en la

costa de California, Sudáfrica

occidental, Nueva Zelanda oriental,

etc. 35

5. Cuerpos acuáticos

Corriente de Humboldt

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La especie de pingüinos más alejada de la

Antárctica (puede viv ir en los tróp icos por las aguas

frías de la Corriente H.) Especie en r iesgo, desde

la extracción de guano en el s iglo 19 (perturbación ,

destrucción de nidos) hasta la pesquería de hoy

(carencia de peces, matanzas acertadas).

Pingüinos de Humboldt (Spheniscus humboldti) en la Isla San Lorenzo

Anchoveta peruana (Engraulis ringens )

36

5. Cuerpos acuáticos

Corriente de Humboldt

El mar peruano frío alberga una

diversidad y cantidad a mpl ia

de animales marin os debido a

su riqueza de nutrientes.

La anchoveta representa el pez

más importante en la cadena

trófica. Su desaparic ión puede

causar el colapso de numerosas

poblaciones acuáticas y

terrestres.

Ola de muertes de pelícanos y delfines

Costa Norte, Enero – mayo 2012 37

5. Cuerpos acuáticos

Corriente de Humboldt

Fuente: http://www.minam.gob.pe/index.php?option=com_content&view=article&id=1890

La República, 09.05.2012

Costa Norte del Perú: cauce temporalmente seco

En las zonas norteñas varios ríos no tienen una correntía permanente (Zonas desérticas; bosque seco).

Precipitaciones variables en verano; cada 5-8 años marcadamente altas (El Niño). Adaptaciones de plantas (raíces largas, suculencia troncos).

Sapote (Capparis scabrida)

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5. Cuerpos acuáticos

El Niño Southern Oscillation (ENSO)

Algarrobo (Prosopis pallida)

Situación: La Niña

Situación inversa: El Niño

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6. Situación del agua en Perú

Sistema de agua para Lima

Fuente: SEDAPAL 2007

40

6. Situación del agua en Perú

Fuentes de contaminación

Fuente: PNUD 2010

¡Millones de peruanos dependen del Río Rímac! 41

6. Situación del agua en Perú

Fuente: PNUD 2010

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2 15

42

6. Situación del agua en Perú

Disponibilidad desigual del agua en el Perú

Fuente: PNUD 2010

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6. Situación del agua en Perú

Acceso a agua potable

en América Latina

Fuentes : BANCO M UNDI AL, LA REPÚBLI CA: http://www.larepubl ica.pe/infografias/agua-potable-peru-pues to-14-en-al -10-02-2012-0

Según el IOH, en comparación con otros 18

países en América Latina, el Perú ocupa el

puesto 14 respecto al acceso a agua potable.

Índice de Oportunidades Humanos (IOH):

• En qué medida las oportunidades en un país

son universales

• Distribución de manera equitativa entre niños

con diferentes circunstancias (Barros et al. 2009, Banco Mundial)

http ://www.grade.org.pe/publ icaciones/deta lle/1048