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7/24/2019 cicli biogeochimicief
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CICLI BIOGEOCHIMICICICLI BIOGEOCHIMICICiclo biogeochimicoCiclo biogeochimico il percorso ciclico dei nutrientiallinterno di un ecosistema, dalle componenti abiotiche aquelle biotiche e viceversa grazie a processi chimici ebiochimici.
Nutrienti=Nutrienti= elementi chimici essenziali per gli organismi;
NUTRIENTI ININGRESSO
NUTRIENTI INUSCITA
PROCESSI BIOTICI EABIOTICI
ECOSISTEMA
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CICLI BIOGEOCHIMICICICLI BIOGEOCHIMICISi dividono secondo la fonte principale di nutrienti in ingresso
in:
GASSOSIGASSOSI SEIMENTARISEIMENTARI
(A!"S#$%A ed"&$A') (S*"+", %"&&$ e!'$%A+)
cicli gassosi, poich coinvolgono latmosfera, hannoun carattere marcatamente GLOBALE.
$ntrambi i cicli sono strettamente collegati al CICLOCICLOELL!AC"UAELL!AC"UA: lacqua infatti il mezzo che veicola glispostamenti degli elementi allinterno di un datoecosistema.
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INGRESSO EI NUTRIENTI IN UNINGRESSO EI NUTRIENTI IN UNECOSISTEMAECOSISTEMA
+entrata dei nutrienti in un ecosistema dipende dal tipo diciclo biogeochimico.
CICLI GASSOSI#CICLI GASSOSI# lingresso avviene attraverso latmosfera(cicli del carbonio e dellazoto);
CICLI SEIMENTARI#CICLI SEIMENTARI# i nutrienti entrano grazie allerosionedi rocce e minerali (cicli del fosforo e del calcio);
+e precipitazioni contribuiscono ad aumentare la
concentrazione di nutrienti nei suoli (EPOSI$IONIUMIE). -uesti possono essere trasportati anche daparticelle gassose ed aerosol, formando le EPOSI$IONIUMIE.
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CICLO EL CARBONIO# ENERGIA ECICLO EL CARBONIO# ENERGIA EPROUTTI)IT* I UN ECOSISTEMAPROUTTI)IT* I UN ECOSISTEMA
l carbonio il costituente primario di tutti i composti organicied coinvolto nel processo di ssazione dellenergiaattraverso la fotosintesi.l carbonio strettamente legato al usso di energiaattraverso gli ecosistemi, tanto che la produttivit9 degli
ecosistemi viene espressa in gr'mmi (i C +%%'to ,ermetro -u'(r'to ,er 'nno.
l usso di energia inizia con lassorbimento della radiazionesolare. +a velocit9 con cui lenergia radiante viene convertitain materia organica attraverso la fotosintesi dettaPROUTTI)IT* PRIMARIA: la prima e fondamentaleforma di accumulo di energia di un ecosistema.
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PROUTTI)IT* PRIMARIAPROUTTI)IT* PRIMARIA
LORA#LORA# velocit9 con cuiavviene la fotosintesi totale(velocit9 di assunzionedenergia da parte diorganismi autotro).
NETTA#NETTA# velocit9 diimmagazzinamento dellenergiasotto forma di materia organica,tolto il consumo di energia per larespirazione degli organismiautotro.
?
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CICLO EL CARBONIOCICLO EL CARBONIO
Atmosfera (&"0)
#otosintesi
%espirazione
#otosintesi
&ombustione
!orte
orba
&arbone
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CICLO EL CARBONIOCICLO EL CARBONIO#onte del carbonio per gli organismi viventi e per i depositi
fossili lanidride carbonica o biossido di carbonio (&"0)presente nellatmosfera terrestre e nelle acque.
+a fotosintesi trasferisce il carbonio dallatmosfera agliorganismi viventi; il carbonio passa dalle piante agli erbivori equindi ai carnivori seguendo la catena alimentare.>iene reimmesso in atmosfera sotto forma di &"0attraverso larespirazione.l carbonio contenuto nei tessuti animali e vegetali, alla morte diquesti, viene liberato in atmosfera dai decompositori mediantela respirazione.n ambienti acquatici il carbonio segue un percorso analogo aquello degli ecosistemi terrestri.
%ecenti studi sembrano dimostrare che gli scambi di &"0 traterre emerse ed atmosfera non siano in equilibrio, ma la
supercie terrestre si comporti come un bacino di accumulo di
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IN/LUEN$A I TEMPERATURA EIN/LUEN$A I TEMPERATURA EPRECIPITA$IONI# )ARIA$IONIPRECIPITA$IONI# )ARIA$IONIGIORNALIERE E STAGIONALIGIORNALIERE E STAGIONALI
$&"SS$! &A+= $= *!= $&"SS$! A%= $ #%$==
(#oresta pluviale)
assi di produzione edecomposizione elevati
>elocit9 di riciclo elevata
(Steppa)
+enta decomposizione dellamateria organica
Accumulo conconseguente formazione,
in tempi geologici, didepositi fossili (
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)ARIA$IONI GIORNALIERE I)ARIA$IONI GIORNALIERE ICONCENTRA$IONE 0COCONCENTRA$IONE 0CO1122
Ch 7h /0h /Dh
04h
%icomincia lafotosintesi, le
piantesottraggono &"0
dallaria.
Aumenta latemperaturae si abbassa
lumidit9relativa,
diminuisce iltasso di
fotosintesi.
&essa ilprocesso
fotosintetico.
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)ARIA$IONI STAGIONALI I)ARIA$IONI STAGIONALI ICONCENTRA$IONECONCENTRA$IONE
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Loc'li33'3ione (elc'rbonio
"u'ntit4 5Gt6
&ombustibili fossili /CCCC
"ceani (ioni carbonato e
bicarbonato)2DCCC
Sostanza organica nonvivente negli oceani /75C
Sostanza organica viventenegli oceani 2
!ateria non vivente dellabiosfera terrestre /5CC
1iomassa 57C
Atmosfera G5C
otale 55CCC
Si tratta di una stima della quantit9 di carbonio disponibile cheentra nel ciclo; in realt9 quasi tutto HssatoI nelle roccesedimentarie, quindi non immediatamente disponibile. Sistima che il carbonio presente sulla erra sia pari a 788
milioni (i Gt.
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CICLO ELL!A$OTOCICLO ELL!A$OTO
-uestelemento un costituente essenziale delle proteine,
che costituiscono lo HscheletroI di tutti gli organismi viventi.
+e piante lo assimilano se si trova in queste due forme: 'J4Ke '"2.
+azoto atmosferico ('0), bench costituisca lDCLdellatmosfera, non immediatamente utile alle
piante.&i sono due modalit9 di ingresso dellazoto negli ecosistemi:
EPOSI$IONIATMOS/ERICHE UMIE E
SECCHE (immediatamente
/ISSA$IONEELL!A$OTOATMOS/ERICO
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/ISSA$IONE ELL!A$OTO/ISSA$IONE ELL!A$OTOATMOS/ERICOATMOS/ERICO
A ELE)ATAA ELE)ATAENERGIA#ENERGIA#la radiazione cosmica,i fulmini e le sciemeteoriche fornisconolenergia necessariaalla reazione con
lidrogeno elossigeno dellemolecole dacqua.
A!!"'" e '%A
BIOLOGICA#BIOLOGICA#fornisce il MCLdellazoto prodottoper ssazione.Avviene per azionedi batteri simbionti(che vivono in
associazione con lepiante), aerobi e dicianobatteri (algheazzurre).
A!!"'A&A
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REA$IONI CHIMICHE NEL TERRENOREA$IONI CHIMICHE NEL TERRENO
AMMONI/ICA$IONEAMMONI/ICA$IONE=ecomposizione dellazoto organico (amminoacidi) per operadi batteri decompositori e funghi che, degradando lazotoamminico, liberano ammoniaca nel terreno ('J2), unamolecola estremamente volatile.
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REA$IONI CHIMICHE NEL TERRENOREA$IONI CHIMICHE NEL TERRENO
Assorbimento da parte delleradici delle piante.
'%A ('"2)
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CICLO EL /OS/OROCICLO EL /OS/ORO
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AMBIENTE AC"UATICOAMBIENTE AC"UATICO/. fosfati organici disciolti sono assunti rapidamente dal
toplancton;
0. l toplancton fonte di cibo per zooplancton e organismidetrivori;
2. +o zooplancton rilascia giornalmente una quantit9 di fosforopari a quella che immagazzina come biomassa;
4. fosfati organici, frutto dellescrezione vengono assunti daltoplancton; #itoplancton
Booplancton eorganismi detrivori#osfati organici ed
inorganici$screzioni
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EPOSI$IONE IN AMBIENTEEPOSI$IONE IN AMBIENTEAC"UATICOAC"UATICO
Su sedimenti superciali Su sedimenti profondi
#itoplancton
!orte(frazioneorganica)
&orrentidi risalita(fosfati)
Sedimenti
*n difetto di fosforo pu3 essere limit'ntein acque superciali
o se in eccesso saturare le acque profonde.
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CICLO ELLO $OL/OCICLO ELLO $OL/O
/ASESEIMENTARIA
/ASE GASSOSA
mmobilizzato a lungo in
depositi organici edinorganici, rilasciatomediante erosione edecomposizione e trasferitoagli ecosistemi terrestri in
soluzione salina. +o zolfo informa solubile assimilatodalle piante e incorporato inamminoacidi.
&ircolazione in atmosfera su
%c'l' glob'le.+e forme gassose dello zolfo(J0S,S"0) si combinano conlumidit9 dellaria e vanno acostituire le (e,o%i3ioni
umi(e 0H1SO;2 che sidepositano sulla supercieterrestre.
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/ONTI I EMISSIONE/ONTI I EMISSIONE
/. &ombustibili fossili;
0. $ruzioni vulcaniche;2. 8as rilasciati durante i processi di decomposizione;4. Supercie degli oceani;
+attivit9 umana ha un ruolo fondamentale nel ciclo, infattibisogna valutare gli apporti dovuti alle emissioniprovenienti dallattivit9 industriale.
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CICLO ELL!OSSIGENOCICLO ELL!OSSIGENO
#otolisi del vapor acqueo
0J0"O0JKK 0"J
#otosintesi
7&"0K7J0"KluceO&7J/0"7K7"
0
+a maggior parte dellidrogeno si disperde nello spazio.
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RISER)E E RICICLO INTERNI ALRISER)E E RICICLO INTERNI ALCICLOCICLO
%S$%>$
AC"UAAC"UA BIOSSIO IBIOSSIO ICARBONIOCARBONIO
+ossigeno altamente scambiabile per via biologica sottoforma di composti chimici (es. solfati e nitrati).l meccanismo di riciclo molto complesso: si lega a compostiazotati, ferro ed altri minerali a formare forme minerali in cuiviene temporaneamente immobilizzato.
"0 A!"S#$%&"
"B"'" ("2)
K*>
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O$ONO E E//ETTO SERRAO$ONO E E//ETTO SERRA
STRATOS/ERA 078Buco
nell!o3ono?nell!o3ono?
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