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Año de la Diversifcación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO
ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
OCEANOGRAFIA Y RECURSOS HIDROBIOLOGICOS ASIGNACION :
FACTORES ABIOTICOS EN LA ECOLOGIA AUTOECOLOGICA PROFESOR:
Ing. Vera Camocum!i" #en$amin F. ALUMNO: %ara Condori" &iguel
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Códig /01//2 o 2132 #271 Aula
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Contenido & A ) C ( ' E ( ) I C ( ...............................................................4 1. EC(*I*'E&A* 'E))E*')E* 8 AC-A'IC(*............................4 1.1.................................................. EC(*I*'E&A* 'E))E*')E* 4 1./. EC(*I*'E&A* AC-'IC(*................................................4 1./.1....................................................Ecosistemas oceánicos 4 1././.........................................................................Estuarios 4 1./.2.....................................................................%agos y r9os 6 /. FAC'()E* A#I('IC(* PA)A&E')(* FI*IC(7:-I&IC(*.........6 /.1. %-;...................................................................................< /./. 'E&PE)A'-)A..................................................................3 /.2. P)E*I(+...........................................................................= /.2.1......................................................... Presión atmos>?rica = /.2./....................................................Presión en los oc?anos 10 /.@. A'&(*FE)A C(&P(*ICI(+ DE% AI)EB...........................10 /.4. A,-A..............................................................................11 /.4.1........................................................................umedad 11 /.4./.........................................................................*alinidad 1/ /.4.2....................................................Potencial de idrogeno 12
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/.4.@.........................................................................Densidad 1@ /.4.4...............................................................,ases disueltos 1@ /.6. *-E%(* ( *-*')A'(*...................................................14 /.6.1................................Etaas de la >ormación de un suelo 14 /.6./...............................................................*ales minerales 16 2. #I#%I(,)AFIA......................................................................1<
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+DICE DE I%-*')ACI(+E*
Fig. 1..........................................................................................4 Fig. /..........................................................................................4 Fig. 2..........................................................................................6 Fig. @..........................................................................................< Fig. 4..........................................................................................3 Fig. 6..........................................................................................3 Fig. <..........................................................................................= Fig. 3........................................................................................10 Fig. =........................................................................................11 Fig. 10......................................................................................1/ Fig. 11......................................................................................1@ Fig. 1/......................................................................................14 +DICE DE 'A#%A* 'a!la 1. Parámetros >9sico7u9micos de los >actores a!ióticos.....6 'a!la /. ,ases atmos>?ricos.....................................................10 'a!la 2. Comosición de sal marina.........................................1/
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OBJETIVOS Conocer los conceptos de cada uno de los factores abióticos del ambiente natural terrestre o marítimo.
INTRO!CCION
El ecosistema es una unidad natural de partes "i"ientes o inertes# con interacciones mutuas para producir un sistema estable donde el recambio de materiales si$a un camino circular. El ecosistema est% constituido por dos componentes principales# el componente abiótico & el componente biótico. El componente biótico est% constituido por las interacciones 'ue mantienen los seres "i"os con otros# las cuales forman parte de su ambiente. (or otra parte# el componente abiótico est% constituido por elementos b%sicos del medio. En lo e)puesto# se *a di"ido en dos temas. El primero concerniente a la definición de ecosistemas terrestres & acu%ticos. El se$undo tema es dedicado a la clasificación de los factores abióticos & su posterior definición de acuerdo al tipo de ecosistema definido en el primer tema.
Seguid el espíritu del mentor, no sus pasos. Giyosi *iga
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MARCO TEORICO
1 ECOSISTEMAS TERRESTRES Y ACUATICOS +a biosfera es la re$ión 'ue comprende todas las partes "i"ientes del planeta & su atmosfera. e manera $eneral# la biosfera se puede di"idir en ecosistemas 'ue e)isten en la tierra# llamados terrestres# & ecosistemas 'ue se encuentran en el a$ua# llamados acu%ticos.
Fig. 1 Ecosistemas terrestres 11 ECOSISTEMAS TERRESTRES +os ecosistemas terrestres son llamados biomas terrestres. Se trata de comunidades de plantas & animales 'ue se reconocen f%cilmente por la "e$etación específica 'ue las *abita ,-i$./. Se encuentran distribuidas en un %rea natural e)tensa & con características de uniformidad de clima. El bioma es un ecosistema $rande# compuesto por comunidades en estado de clíma)# ecosistemas estables# con pocos cambios.
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ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
+os ecosistemas acu%ticos son los mares# ríos# estuarios# ci0na$as# marismas# la$unas costeras# arrecifes & otros. ,-i$. 1/.
1Tipos de comunidad 'ue se pueden mantener estable & autosostenible ba2o condiciones climat$icas & edaficas pre"alecientes en un estado a"an3ado de sucesión ecoló$ica. Captura & procesa sustancias de la manera m%s eficiente. ,Nestor# 1445/.
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Fig. / Ecosistema acuático. 121E"#$%$&'()$ #"'*+%"#$ En los ecosistemas marinos# el fitoplancton es la planta principal# la cual es la base de la cadena alimenticia acu%tica. Es un or$anismo unicelular# clorofílico 'ue se encuentra suspendido en el a$ua. El fitoplancton es comido por pe'ue6os or$anismos *erbí"oros llamados 3ooplancton. Estos animales tienen un tama6o 'ue oscila entre 4#1 mm & 14 mm de di%metro. 7dem%s# el oc0ano est% *abitado por omní"oros# como peces# in"ertebrados# mamíferos & reptiles.
122E$&)-%#$ +os estuarios son ecosistemas 'ue se encuentra cerca de la tierra# como deltas de ríos & esteros ,influenciados por las mareas/. !na característica es 'ue el a$ua dulce de los ríos & 'uebradas brindan nutrientes a los estuarios.
123L).#$ / -0#$ En los la$os & ríos# la cadena alimenticia se inicia con el fitoplancton# le si$ue el 3ooplancton & contin8a con depredadores de ma&or tama6o# le si$ue el 3ooplancton & contin8a con depredadores de ma&or tama6o. +a principal diferencia entre los ecosistemas de a$ua dulce & los oc0anos es 'ue en los primeros se tienen ma&or cantidad de nutrientes del suelo cercano. ,Campos# 1444/
2 FACTORES ABIOTICOS PARAMETROS FISICOUIMICOS +os factores abióticos son los 'ue carecen de "ida & de los cuales depende cual'uier comunidad bioló$ica. +os factores abióticos de un ecosistema son todos a'uellos par%metros físicos o 'uímicos 'ue afectan a los or$anismos# mientras 'ue los factores bióticos son las interacciones de los seres "i"os del ecosistema ,-i$. 9/. ,:idelisia# 144;/ Estos factores no act8an independientemente# sino 'ue est%n entrete2idas la cual# por e2emplo# una ara6a atrapar un insecto depende del espacio disponible en la cual pueda elaborar su nido o *%bitat# de la temperatura & *umedad idóneas# de la disponibilidad del o)í$eno en el ambiente & de los cambios estacionales# entre otros muc*os factores. Este indi"iduo ,ara6a/ tiene un papel ecoló$ico en el e'uilibrio del ecosistema# la cual consiste en comerse a otro $rupo de insectos. (ara nuestro e2emplo# la ara6a representaría nuestro factor biótico la cual depende necesariamente de su medio físico & 'uímico ,factores abióticos/ para 'ue pueda reali3ar su función dentro del ecosistema.
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Fig. 2. Interacción de los >actores a!ióticos y !ióticos. entro de los factores abióticos# de acuerdo al ecosistema# se muestran la tabla .
'a!la 1. Parámetros >9sico7u9micos de los >actores a!ióticos.
ECOSISTEMAS TERRESTRES %uH 'emeratura Presión atmos>?rica Atmos>era Comosición del aireB Agua umedadB *uelos o sustratos
*ales minerales
ECOSISTEMAS MARINOS %uH 'emeratura Presión o ro>undidad *alinidad +utrientes Alcalinidad del agua de mar Densidad ,ases disueltos.
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P á g i n a | 1 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA LU
+a iluminación natural en nuestro planeta depende de la radiación solar. +a lu3 est% mu& relacionada con la temperatura# &a 'ue a una radiación solar m%s intensa corresponden temperaturas m%s ele"adas. +a cantidad de radiación lumínica 'ue recibe un punto sobre la superficie terrestre "aría a lo lar$o del día & del a6o. 7l n8mero de *oras de lu3 & oscuridad a lo lar$o de un periodo de 1< *oras se le conoce como fotoperiodo. En las 3onas cercanas al ecuador el fotoperiodo casi no cambia durante el a6o. (or el contrario# *acia latitudes m%s altas el fotoperiodo es m%s "ariable a lo lar$o del a6o. El fotoperiodo funciona como una se6al 'ue dispara muc*os procesos bioló$icos# tales como el inicio de la temporada de reproducción de muc*as plantas & animales. +a lu3 constitu&e un recurso indispensable para las plantas. +a radiación lumínica proporciona la ener$ía 'ue re'uieren las plantas para lle"ar a cabo la fotosíntesis. urante este proceso# la ener$ía lumínica se transforma en ener$ía 'uímica ,es decir# a'uella 'ue se almacena en los enlaces 'uímicos entre %tomos/# la cual se utili3a posteriormente para fi2ar el CO1 atmosf0rico en la forma de mol0culas or$%nicas# como los a38cares & la celulosa. ,Carabias# 144=/ Cuando la lu3 lle$a a determinada nue"amente a la lu3 refle2ada desde %n$ulo desde el cual menor %n$ulo# ser% refle2ada. Como de lu3 'ue se refle2a ser% diferente todos estaciones se$8n se los polos.
la superficie del a$ua# una cantidad se refle2a atmósfera. +a cantidad de la superficie depende del la lu3 alcan3a la superficie. 7 ma&or la cantidad de lu3 'ue consecuencia# la cantidad desde la superficie del a$ua los días & en todas las despla3a uno del Ecuador a
Fig. @ Penetración de la luH en el oc?ano a!ierto. Diagrama ue muestra la ro>undidad ue enetran las di>erentes longitudes de onda de la luH visi!le.
+a cantidad de lu3 'ue traspasa la superficie del a$ua se reduce por medio de otros dos procesos. En primer lu$ar# las partículas suspendidas# tanto "i"as como muertas# interceptan la lu3 & la absorben o la dispersan. +a dispersión de la lu3 aumenta su recorrido a tra"0s del a$ua & la aten8a a8n m%s. En se$undo lu$ar# el a$ua misma absorbe lu3 ,-i$. ;4nm# "er -i$.;/# la cual reduce la ener$ía solar a la mitad. En a$uas limpias# la lu3 amarilla# "erde & "ioleta son absorbidas# & solo las lon$itudes de onda a3ules penetran *asta el a$ua m%s profunda. Con ello# se$8n T*omas ,144>/# solo alrededor del 4? de la lu3 a3ul lle$a a m%s de 44m de profundidad. Esta falta de lu3 en a$uas m%s profundas del oc0ano# *a causado "arias adaptaciones. +os or$anismos 'ue *abitan en lo m%s profundo del oc0ano# entre los 144m & 444m# $eneralmente son de un color $ris plata o ne$ro oscuro a menudo# los or$anismos 'ue "i"en en las a$uas a8n m%s profundas no poseen pi$mentación.
P á g i n a | 11 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA Otros mecanismos de adaptación# o2os $randes & la bioluminiscencia ,ór$anos adaptados para producir lu3 mediante reacciones 'uímicas/.
Fig. 4 -na orción del esectro electromagn?tico" searado en radiaciones t?rmica y solar. %as ondas de luH ultravioleta" las visi!les y las in>rarro$as reresentan solo una eueña arte del esectro. acia la iHuierda de la radiación ultravioleta ay rayos y rayos gamma. 22
TEMPERATURA
+a temperatura & la *umedad son los factores m%s importantes 'ue determinan la distribución de las especies de or$anismos en nuestro planeta. Estos dos factores determinan el clima de una re$ión. +a temperatura "aría en función de muc*os factores. En principio# la temperatura depende de la manera en 'ue inciden los ra&os solares sobre la superficie terrestre. Como es e"idente# esta condición cambia no sólo durante el día# sino tambi0n a lo lar$o del a6o & entre sitios ubicados a distinta latitud. +as re$iones m%s cercanas a los polos son m%s frías 'ue las re$iones pró)imas al ecuador# donde los ra&os solares inciden de manera casi perpendicular durante todo el a6o ,fi$. 5/.
Fig. 6 )egiones t?rmicas del laneta. %as l9neas señalan variaciones anuales de temeratura" la cual esta defnida como la di>erencia entre la temeratura media del mes
P á g i n a | 12 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA mas calido menos la temeratura media del mes mas >rio. +a temperatura tambi0n "aría con la altitud@ las cumbres de las monta6as son m%s frías 'ue las 3onas 'ue se encuentran a ni"el del mar. -inalmente# la temperatura depende de la cercanía a cuerpos de a$uaA las 3onas 'ue se encuentran mu& ale2adas del mar o de $randes la$os tienen una temperatura m%s e)tremosa 'ue las re$iones cercanas a esos cuerpos de a$ua. Se$8n la forma en la 'ue los or$anismos se "en afectados por la temperatura e)terior# distin$uimos a los endotermos# 'ue son capaces de re$ular su propia temperatura a tra"0s de un metabolismo mu& acti"o 'ue $enera calor# & los ectotermos# cu&a temperatura depende de las condiciones t0rmicas del medio ambiente. +os mamíferos & las a"es# por ser or$anismos endotermos# pueden "i"ir en condiciones de temperatura mu& "ariada & aclimatarse con relati"a facilidad a cambios t0rmicos. Entre los animales ectotermos encontramos a los reptiles# los anfibios# los peces & todos los in"ertebrados ,moluscos# artrópodos# an0lidos# celenterados# etc0tera/. 7dem%s# todas las plantas# los *on$os & los microor$anismos son ectotermos. (uesto 'ue la temperatura interna de estos or$anismos casi siempre es la misma 'ue la del medio# sus posibilidades de "i"ir en re$iones con temperaturas demasiado frías & demasiado calientes son limitadas. ,Carabias# 144=/ +a reducción e)ponencial de la radiación solar se$8n la profundidad del a$ua# tambi0n causa la correspondiente disminución de la temperatura del a$ua. +a re$ión del perfil "ertical de profundidad donde se produce la disminución de temperatura mas r%pida# se denomina termoclina. +a cual# depender% Fig. < de la entrada de radiación solar & de la temperatura de Perfl de la temeratura con la la superficie del a$ua. eba2o de la termoclina# la ro>undidad de una masa de agua temperatura del a$ua si$ue descendiendo pero a una a!ierta. (!s?rvese los cam!ios de la "elocidad muc*o m%s lenta. !na consecuencia de la temeratura en las distintas ?ocas termoclina es la demarcación de una capa superior de del año" de acuerdo a la ro>undidad. a$ua calida# m%s li"iana ,menos densa/ llamada epilimnion, & una capa inferior de a$ua fría m%s densa llamada hipolimnion ( -i$.>/.,T*omas# 144>/
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PRESION
+a presión & la fuer3a est%n relacionadas@ sin embar$o# no son lo mismo. +a presión se define como fuer3a por %rea unitaria# donde la fuer3a - se entiende como ma$nitud de la fuer3a 'ue actua perpendicularmente a la superficie de %rea 7. +a unidad en el sistema internacional para la presión es Nm 1. ,iancoli# 144D/.
231P-'$%+ )&(#$8-%") El aire 'ue nos rodea# tiene un peso & por ello e2erce una fuer3a sobre todos los cuerpos debida a la acción de la $ra"edad.
P á g i n a | 13 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA +a presión atmosf0rica depende de muc*as "ariables# sobre todo de la altitud. Cuanto m%s arriba en la atmósfera nos encontremos# la cantidad de aire por encima de nosotros ser% menor# lo 'ue *ar% 'ue tambi0n sea menor la presión 'ue 0ste e2er3a sobre un cuerpo ubicado allí. ,Rodri$ue3# 14454mm de mercurio. En la fi$ura D# nos muestra los "alores promedio de la presión atmosf0rica en función de la altitud.
232P-'$%+ '+ 9#$ #"8)+#$ En los oc0anos# la presión 'ue e2erce la atmósfera aumenta en ra3ón de una atmósfera por cada 4 metros de Fig. 3 profundidad. Esto supone# como es natural# Perfl vertical la e)istencia de enormes presiones# 'ue atmos>?rica lle$an a sobrepasar las 444 atmósferas en las ma&ores profundidades oce%nicas# 'ue son de 444 metros.
de
la
resión
+a profundidad media de los oc0anos es de < 444 metros & est% sometida# por lo tanto# a una presión de <44 atmósferas. +a presión *asta la 'ue se *an encontrado la ma&or cantidad de or$anismos marinos es de 544 atmósferas# es decir# a los 5 444 metros de profundidad# &a 'ue en los fondos ma&ores# *asta los 444 metros# la cantidad disminu&e & se locali3an principalmente al$unos in"ertebrados & bacterias. Estas especies sobre"i"en $racias a 'ue las enormes presiones est%n perfectamente compensadas por la e)istencia de i$uales presiones en los fluidos oce%nicos de los seres marinos 'ue "i"en en ellas# lo 'ue permite un e'uilibrio al i$ualarse la presión del medio ambiente & la del medio interno del or$anismo
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ATMOSFERA COMPOSICION DEL AIRE;
+os principales constitu&entes del aire sonA nitró$eno ,>D?/# o)i$eno ,1?/# ar$ón ,4#=9?/ & el dió)ido de carbono ,4#499?/# entre otros $ases atmosf0ricos ,Casas# ===/ 'ue son detallados en la Tabla 1.
'a!la /. ,ases atmos>?ricos.
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AGUA
Es un recurso natural 'ue cubre alrededor del >4? del planeta# formando los oc0anos# mares# $laciares# la$os & ríos. ran parte de todas las c0lulas est% constituida simplemente por a$ua. +a proporción de a$ua en los te2idos del *ombre "aría entre 14? en el *ueso & el D;? en las c0lulas cerebrales. +os dos tercios# apro)imadamente# de nuestro peso corporal total es de a$ua. Es por ello 'ue el a$ua desempe6a una serie de funciones en los seres "i"os. +a ma&oría de los productos 'uímicos e)istentes est%n disueltos en ella & necesitan un medio acuoso para reaccionar uno con otro. El a$ua disuel"e los productos de desec*o del metabolismo & a&uda a su eliminación de la c0lula & el or$anismo. El a$ua tiene $ran capacidad t0rmica ,$ran capacidad para absorber calor por cambios mu& pe'ue6os de su propia temperatura/# debido a 'ue est%n unidas por puentes *idro$eno# & se pierde al$o de ener$ía al romperse estos enlaces de *idro$eno.
251H('<)< En los ambientes terrestres# el a$ua se puede encontrar en la atmósfera o en el suelo. +a *umedad atmosf0rica es la cantidad de "apor de a$ua 'ue contiene el aire# mientras 'ue la *umedad ed%fica se refiere a la cantidad de a$ua contenida en el suelo. +a cantidad de a$ua 'ue *a& en el suelo & en la atmósfera depende de los patrones de llu"ia. 7l i$ual 'ue la temperatura# la precipitación tambi0n es un determinante importante del clima. +a *umedad & la temperatura se afectan mutuamenteA cuando la temperatura es mu& ele"ada# el a$ua se e"apora & pasa a formar parte de la atmósfera@ al ba2ar la temperatura# el a$ua 'ue se encuentra en la atmósfera se condensa en forma de llu"ia o rocío# & se *ace accesible para los seres "i"os. 7 ni"el mundial# la cantidad & la temporalidad de la precipitación est%n determinadas por la circulación de los "ientos. (or e2emplo# el mo"imiento de los "ientos alisios *ace 'ue las llu"ias sean abundantes en las re$iones cercanas a los trópicos durante el "erano@ a la "e3# el descenso de "iento seco alrededor de los paralelos correspondientes a los 94 al norte & al sur del ecuador $enera $randes desiertos en esas latitudes ,fi$. =/.
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Fig. = &aamundi de reciitación anual ue reci!en las di>erentes regiones del mundo. (or otro lado# a una escala m%s pe'ue6a# los patrones de precipitación dependen de la cercanía de mares o la$os# así como de la presencia de monta6as. 7l$unas cadenas monta6osas corren m%s o menos paralelas a las costas@ en esas 3onas# el aire *8medo & c%lido 'ue circula del mar *acia el continente c*oca contra las monta6as# se ele"a & se enfría# escar$ando toda su *umedad en
Fig. 10 %luvia orográfca. forma de llu"ia. El aire 'ue pasa al otro lado de la monta6a est% seco. 7sí# en el lado de la monta6a 'ue da al mar el clima es *8medo & en el otro lado es seco. 7 este fenómeno se le conoce como sombra de llu"ia oro$r%fica. (ara muc*os animales & plantas terrestres# la *umedad atmosf0rica es una condición 'ue determina en $ran medida su tasa de p0rdida de a$ua ,por transpiración a tra"0s de los estomas en el caso de las plantas# o a tra"0s dela piel en forma de sudor en el caso de muc*os animales/.
252S)9%+%<)< +a salinidad es la concentración de sales en el a$ua o en el suelo. +a "ariación de la salinidad del a$ua afecta fuertemente a los or$anismos acu%ticos. +a concentración salina del a$ua de los oc0anos es constante ,constancia de la composición del a$ua de mar/# estas proporciones son relati"as en las 'ue se *allan los constitu&entes principales "irtualmente constante. +os or$anismos 'ue "i"en en esos ecosistemas est%n adaptados a la alta salinidad del medio $racias a un balance osmótico interno. En el otro e)tremo est%n los sistemas de a$ua dulce ,con menos de ? de sales/# como los ríos & los la$os# donde "i"en or$anismos
P á g i n a | 16 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA intolerantes a la salinidad. !na situación intermedia se presenta en los estuarios# las la$unas costeras & los man$lares pues en ellos la salinidad "aría notablemente a tra"0s del tiempo# dependiendo de los aportes relati"os de a$ua dulce & a$ua salada. +os or$anismos 'ue "i"en en esos ambientes# como muc*os crust%ceos# moluscos# peces & plantas# poseen mecanismos de compensación mu& comple2os 'ue les permiten a2ustar la presión osmótica de sus c0lulas en relación con la salinidad del medio. ,T*omas#/
'a!la 2. Comosición de sal marina.
+a salinidad del a$ua del mar depende en pe'ue6a proporción de la temperatura# disminu&e li$eramente al enfriarse el a$ua. (ero sobre todo depende de la aportación de a$ua dulce de los ríos o de la e"aporación en los mares calientes. ,Fenende3# 144D/
253P#&'+"%)9 <' =%<-#.'+# El potencial de *idró$eno ,p:/ del a$ua en los sistemas acu%ticos# o del suelo en los ecosistemas terrestres# se refiere a 'u0 tan %cido o 'u0 tan alcalino es el medio. +os suelos con un p: %cido ,por deba2o de 5/ tienden a presentar comunidades "e$etales poco diversas en comparación con los suelos con p: neutro ,>GD/# pues pocas especies de plantas pueden "i"ir en condiciones de acide3. En el caso de al$unos culti"os a$rícolas# el p: es un factor mu& importante# &a 'ue en suelos mu& %cidos se presenta una alta concentración de iones de aluminio 7l9H# el cual es mu& tó)ico para las plantas. (or otro lado# en suelos mu& alcalinos se reduce la disponibilidad de *ierro# man$aneso & fósforo# pues en esas condiciones tales elementos forman compuestos insolubles. +a solubilidad del dió)ido de carbono es al$o distinta a la del o)í$eno# dado 'ue reacciona 'uímicamente con el a$ua. El a$ua tiene una importante capacidad para absorber el dió)ido de carbono por lo tanto# este 8ltimo abunda tanto en a$ua dulce como en a$ua salada. Tras difundirse en la superficie# el dió)ido de carbono reacciona con el a$ua & produce el %cido carbónico ,:1CO9/. El %cido carbónico# a su "e3# se disocia & forma un ión de *idró$eno & un ión de bicarbonato.
P á g i n a | 17 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA El bicarbonato puede# a la "e3# disociarse & formar otro ión de *idró$eno & otro ión de carbonato. El sistema dió)ido de carbonoG%cido carbónicoGbicarbonato es un sistema 'uímico comple2o 'ue tiende a permanecer en e'uilibrio. Como consecuencia# si se 'uita CO1 del a$ua# el e'uilibrio se rompe# lue$o el %cido carbónico & el bicarbonato producen m%s CO1# *asta 'ue se produce un nue"o e'uilibrio. El p: de a$uas naturales "aría entre el 1 & el 1. El a$ua 'ue emana de las cuencas dominadas $eoló$icamente por piedra cali3a tendr% un p: m%s alto & ser% f%cilmente amorti$uada en comparación con el a$ua de las cuencas dominadas por arenisca & $ranito. +a presencia de los iones de sodio# potasio & calcio altamente alcalinos de las a$uas oce%nicas conlle"a a 'ue el a$ua de mar sea li$eramente alcalina# oscilando entre >#; & D#<. El p: de los ambientes acu%ticos es un elemento 'ue puede e2ercer una poderosa influencia en la distribución & en la abundancia de los or$anismos. El incremento de la acide3 puede afectar a los or$anismos# tanto de forma directa# por su influencia en los procesos fisioló$icos# como de forma indirecta# influenciando las concentraciones de metales pesados tó)icos. +os límites de tolerancia del p: "arían se$8n la especie "e$etal o animal# pero la ma&oría de los or$anismos no son capaces de sobre"i"ir & reproducirse en un p: menor a <#;. !n factor 'ue contribu&e altamente a la incapacidad de los or$anismos acu%ticos para tolerar condiciones de p: ba2o son las altas concentraciones de aluminio de las a$uas %cidas. El aluminio es altamente tó)ico para muc*as especies de "ida acu%tica por lo tanto# esto $enera una disminución $eneral en la población acu%tica. El aluminio es insoluble cuando el p: es neutro o b%sico. El aluminio insoluble se presenta en altas concentraciones en las piedras# los suelos# los ríos & los sedimentos de los la$os. En condiciones de p: normal# las concentraciones de aluminio en el a$ua de los la$os son mu& ba2as. Sin embar$o# a medida 'ue el p: ba2a & se "uel"e m%s %cido# el aluminio comien3a a disol"erse# lo cual aumenta su concentración de la disolución. ,Smit*# 144>/
254D'+$%<)<
+a densidad de una sustancia# se define como masa por unidad de "olumen. +a densidad es una propiedad característica de cual'uier sustancia pura. +a unidad en el sistema internacional# es de $cm9. En ocasiones# esta e)presada en $cm9. ,iancoli# 144D/ +a densidad del a$ua de mar "aria apro)imadamente entre #41< & #494 $cm 9. +a densidad del a$ua de mar depende de la salinidad# temperatura & presión a la cual est% sometida se$8n la profundidad a 'ue se encuentra. +a densidad del mar es directamente proporcional al peso de las sales disueltas & a la profundidad o presión# mientras 'ue es in"ersamente proporcional con la temperatura# debido a la dilatación t0rmica del a$ua. ,(an3arini# =D
255G)$'$ <%$'9$ El a$ua de mar contiene $ases disueltos# 'ue son absorbidos en la superficie de los mares desde la atmosfera# fundamentalmente nitró$eno# en un 5 del total de esos $ases disueltos & o)í$eno
P á g i n a | 1! FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA en un 9 de ese total. El dió)ido de carbono ,CO 1/ est% presente en pe'ue6a proporción# #5? del total de $ases contenidos en las a$uas superficiales# aun'ue el mar# en su parte m%s profunda# es un $ran sumidero de este compuesto# se combina con el calcio & tambi0n con el *ierro formando carbonatos de calcio o *ierro 'ue se precipitan en el fondo del mar# o bien pasan a formar parte de los capara3ones & conc*a de diatomeas# crust%ceos & moluscos. ,Fenende3# 144D/ En $eneral# en el mar se encontraran los mismos $ases 'ue en la atmosfera# 'uien se los proporciona a tra"0s de la absorción# mientras 'ue la capacidad de mantener $ases disueltos en el a$ua esta e)presada a tra"es de la le& de :enr&.1 ,(etroni# 144;/
Fig. 11 Estratifcación de o9geno en el lago ese$o" +eJ amsire" en invierno" verano y otoño tard9o. %a renovación otoñal tard9a" da como resultado una temeratura constante y una distri!ución del o9geno omog?nea en la cuenca del lago. En verano" ay una ronuncia estratifcación de temeratura y o9geno. El o9geno disminuye marcadamente en la
2 %a
L'/ <' H'+-/ >ue >ormulada en 1302 or Killiam enry. Enuncia ue a una temeratura constante" la cantidad de gas disuelta en un l9uido es directamente roorcional a la resión arcial ue e$erce ese gas so!re el l9uido. LM &atemáticamente se >ormula del siguiente modoN S= k s × P
dóndeN PN es la resión arcial del gas. *N es la concentración del gas solu!ilidadB. GsN es la constante de enry" ue deende de la naturaleHa del gas" la temeratura y el l9uido.
P á g i n a | 1 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA termoclina y es ineistente en el >ondo" de!ido al consumo de los organismos descomonedores en los sedimentos. En invierno" el o9geno tam!i?n se estratifca ero en agua ro>unda eiste en !a$o concentración. 26 SUELOS O SUSTRATOS +as características del suelo# tales como su fertilidad# te)tura & capacidad de retener a$ua# entre otras# son de $ran importancia# especialmente para las plantas# las cuales obtienen de 0l muc*os de sus elementos nutriti"os. +as partículas 'ue forman el suelo pro"ienen de la descomposición de la materia or$%nica# principalmente "e$etal# & del intemperismo de la roca madre sub&acente ,es decir# la desinte$ración de rocas masi"as en pe'ue6os fra$mentos/. +a interacción entre el suelo & la "e$etación es mu& comple2a. (or e2emplo# la composición 'uímica del suelo determina 'u0 nutrientes estar%n disponibles para las plantas# & esos nutrientes# a la "e3# determinan la fertilidad del suelo & el tipo de "e$etación 'ue se puede establecer en 0l. +as 3onas con suelos inf0rtiles# por e2emplo# suelen presentar una cobertura "e$etal escasa. +os nutrientes 'ue m%s limitan el crecimiento de las plantas son el potasio ,/# el fósforo ,(/ & el nitró$eno ,N/# & en menor medida# el calcio ,Ca/ & el sodio ,Na/. +a te)tura del suelo se refiere al tama6o de las partículas inor$%nicas 'ue lo constitu&en. +os suelos 'ue contienen partículas finas ,como el limo o las arcillas/ forman superficies compactas 'ue dificultan la infiltración del a$ua. (or el contrario# los suelos formados por partículas $ruesas ,como la arena/ son mu& permeables al a$ua# la cual arrastra consi$o muc*os nutrientes & sales minerales. (or ello# los suelos arenosos# como los de las dunas costeras# son inf0rtiles & retienen poca *umedad en sus capas superficiales. ,Smit*# 144>/
261E&)>)$ <' 9) #-()"%+ <' + $'9#
P á g i n a | 2 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA
Fig. 1/ Etaas de la >ormación de un suelo. +a formación del suelo es un proceso en el 'ue las rocas se di"iden en partículas menores me3cl%ndose con materia or$%nica en escomposición. El lec*o rocoso empie3a a des*acerse por los ciclos de *ieloGdes*ielo# por la llu"ia & por otras fuer3as del entorno ,I/. El lec*o se descompone en la roca madre 'ue# a su "e3# se di"ide en partículas menores ,II/. +os or$anismos de la 3ona contribu&en a la formación del suelo desinte$r%ndolo cuando "i"en en 0l & a6adiendo materia or$%nica tras su muerte. 7l desarrollarse el suelo# se forman capas llamadas *ori3ontes ,III/. El *ori3onte 7# m%s pró)imo a la superficie# suele ser m%s rico en materia or$%nica# mientras 'ue el *ori3onte C contiene m%s minerales & si$ue pareci0ndose a la roca madre. Con el tiempo# el suelo puede lle$ar a sustentar una cobertura $ruesa de "e$etación reciclando sus recursos de forma efecti"a ,IV/. En esta etapa# el suelo puede contener un *ori3onte B# donde se almacenan los minerales li)i"iados.
262S)9'$ (%+'-)9'$ +a disponibilidad de minerales tambi0n parece influir en la abundancia & estado físico de al$unos animales. !n nutriente esencial 'ue *a recibido atención es el sodio# a menudo uno de los nutrientes menos disponibles en los ecosistemas terrestres. En las %reas del suelo con deficiencia de sodio# los animales *erbí"oros se enfrentan a un suministro inadecuado de sodio en sus dietas. Se *a detectado el problema en los *erbí"oros australianos como los can$uros# en los elefantes africanos , Laxodonta africana/# en los roedores# en el cier"o de cola blanca , Odocoileus virginianus/# & en el alce , Alces alces/. +a deficiencia de sodio puede influir en la distribución# conducta & fisiolo$ía de los mamíferos# especialmente en los *erbí"oros. +a distribución espacial de los elefantes en el (ar'ue Nacional Kanie
P á g i n a | 21 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA en 7frica central parece relacionarse estrec*amente con el contenido de sodio del a$ua para beber. +a ma&oría de los elefantes est%n en los po3os de a$ua con ma&or contenido de sodio. Tres mamíferos *erbí"orosA el cone2o , Oryctolagus cuniculus/# el alce# & el cier"o de cola blanca# e)perimentan la falta de sodio en partes de su territorio de distribución. En las 3onas carentes de sodio en el Sudoeste de 7ustralia# el cone2o fabrica reser"as de sodio en sus te2idos durante la estación sin cría. Estas reser"as se "uel"en escasas cerca del fin de la estación de cría# for3ando a los cone2os a pastar de forma selecti"a sobre plantas ricas en sodio# a menudo *asta el punto de mermar las poblaciones de estas plantas. +os rumiantes afrontan $ra"es carencias de minerales en la prima"era. 7traídos por los nue"os brotes# el cier"o# el borre$o cimarrón ,O"is canadensis/# la cabra de las nie"es ,Oreamnos americanus/# el cier"o , Cervus elaphus/ & el $anado bo"ino & e'uino dom0stico se alimentan de nue"os & suculentos brotes de pasto# pero con altos costos fisioló$icos. +a "e$etación es de muc*o ma&or contenido de potasio en relación al calcio & al ma$nesio en la prima"era 'ue durante el resto del a6o. Esta $ran in$esta de potasio estimula la secreción de la aldosterona# la principal *ormona 'ue estimula la retención de sodio en los ri6ones. 7un'ue la aldosterona estimula la retención de sodio# tambi0n facilita la e)creción de potasio & ma$nesio. La 'ue las concentraciones de ma$nesio en los te2idos blandos & en los depósitos del es'ueleto son escasas en los *erbí"oros# estos animales e)perimentan deficiencia de ma$nesio. Esta deficiencia ocasiona un r%pido comien3o de la diarrea & a menudo espasmos musculares ,tetania/. +a carencia m%s tarde lle$a a las *embras en $estación & en el comien3o del crecimiento del cuerno en el cier"o mac*o & en el alce# momento en 'ue las necesidades de minerales son altas. (ara contrarrestar este dese'uilibrio de minerales 'ue se da en prima"era# los *erbí"oros $randes buscan lamederos mineralesA lu$ares del paisa2e donde los animales se concentran para satisfacer sus necesidades de minerales comiendo el suelo rico en minerales. Si bien el cloruro de sodio se asocia con los lamederos minerales# los fisiólo$os animales suponen 'ue no es sodio lo 'ue buscan los animales# sino ma$nesio & en el caso del borre$o cimarrón# de las cabras de monta6a & del cier"o# tambi0n calcio. ,Smit*# 144>/.
P á g i n a | 22 FA C ' ( ) E * A # I ( ' I C ( * E + % A E C ( % ( , I A A-'(EC(%(,ICA
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