Ejercicios: Los ciclos de la materia

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

Describa 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.

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

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

Explique 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.

Nombre 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 explique por qué la mayoría de las plantas no pueden aprovechar directamente el $\text{N}_2$ del aire.

Explique 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 gasolina y la respiración celular liberan $\text{CO}_2$. Explique 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.

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

El fósforo es con frecuencia el nutriente limitante en los ecosistemas continentales. Explique 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. Nombre los procesos señalados con las letras a, b y c, indique qué proceso corresponde a la flecha marcada con «?» y explique cómo altera ese flujo el equilibrio del ciclo.

Describa el recorrido posible de un átomo de carbono desde que forma parte del $\text{CO}_2$ atmosférico hasta incorporarse a un músculo de su 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. Explique 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. Calcule el secuestro neto anual de carbono del bosque y explique por qué un bosque joven en crecimiento secuestra mucho más que uno maduro aunque fije menos $\text{CO}_2$ en total.

Explique 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. Explique 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 $\text{CO}_2$ (compare su potencial de efecto invernadero).