Ejercicios: Los ciclos de la materia

Explicá la diferencia entre un ciclo biogeoquímico gaseoso y uno sedimentario, y clasificá en uno de los dos tipos los ciclos del carbono, del nitrógeno y del fósforo, justificando tu elección.

Describí el papel de las bacterias fijadoras de nitrógeno y de las bacterias nitrificantes, indicando qué transformación química realiza cada grupo y por qué resultan imprescindibles para la nutrición de las plantas.

Escribí las ecuaciones químicas globales de la fotosíntesis y de la respiración celular aeróbica, y explicá qué papel juegan ambos procesos, en sentidos opuestos, dentro del ciclo del carbono.

Definí reservorio y flujo en un ciclo biogeoquímico, e identificá un reservorio y un flujo concretos en el ciclo del carbono, explicando qué proceso mantiene ese flujo.

Explicá qué es la descomposición de la materia orgánica, qué grupos de organismos la llevan a cabo y por qué los ciclos de la materia se detendrían sin ellos aunque siguiera habiendo productores.

Nombrá las principales formas químicas que adopta el nitrógeno a lo largo de su ciclo ($\text{N}_2$ atmosférico, amonio, nitrito, nitrato y materia orgánica) y explicá por qué la mayoría de las plantas no pueden aprovechar directamente el $\text{N}_2$ del aire.

Explicá qué papel juega el fitoplancton en el ciclo del carbono oceánico y por qué se dice que los océanos actúan como una esponja del $\text{CO}_2$ atmosférico.

La combustión de la nafta y la respiración celular liberan $\text{CO}_2$. Explicá qué tienen en común químicamente ambos procesos, en qué se diferencian y por qué solo uno de ellos ha formado parte del ciclo natural del carbono durante millones de años.

Ordená las siguientes etapas del ciclo del nitrógeno tal como se suceden en un ecosistema y describí brevemente en qué consiste cada una: nitrificación, fijación, desnitrificación y amonificación.

El fósforo es con frecuencia el nutriente limitante en los ecosistemas continentales. Explicá qué significa que un nutriente sea «limitante», por qué el ciclo del fósforo es tan lento y qué consecuencia tiene que carezca de fase gaseosa.

El esquema representa los principales reservorios y flujos del ciclo del carbono. Nombrá los procesos señalados con las letras a, b y c, indicá qué proceso corresponde a la flecha marcada con «?» y explicá cómo altera ese flujo el equilibrio del ciclo.

Describí el recorrido posible de un átomo de carbono desde que forma parte del $\text{CO}_2$ atmosférico hasta incorporarse a un músculo de tu cuerpo y volver a la atmósfera, nombrando el proceso biológico de cada salto (fotosíntesis, alimentación, respiración...).

Las raíces de las leguminosas albergan nódulos con bacterias del género Rhizobium. Explicá qué intercambian la planta y la bacteria en esa simbiosis, qué proceso del ciclo del nitrógeno realiza la bacteria y qué ventaja agrícola tiene incluir leguminosas en la rotación de cultivos.

Un bosque maduro fija $10\ \text{t}$ de $\text{CO}_2$ por hectárea y año, pero sus árboles y descomponedores liberan $9{,}5\ \text{t}$ por respiración en el mismo periodo. Calculá el secuestro neto anual de carbono del bosque y explicá por qué un bosque joven en crecimiento secuestra mucho más que uno maduro aunque fije menos $\text{CO}_2$ en total.

Explicá cómo la deforestación de una cuenca tropical altera a la vez el ciclo del carbono y el ciclo del agua: qué ocurre con el carbono almacenado en la biomasa, con la evapotranspiración, con las lluvias de la región y con la escorrentía.

El ganado vacuno emite metano ($\text{CH}_4$) durante la digestión. Explicá qué proceso anaeróbico lo produce, en qué ciclo de la materia se encuadra y por qué preocupa su emisión aunque sea mucho menor en cantidad que la de $\text{CO}_2$ (compará su potencial de efecto invernadero).