cicli biogeochimicief

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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