SAS temas 5 h 6

Suelo

Sistema dinámico abierto, funciona como ecositem y componente de otros más grandes

Partes del sistema del suelo

• Inputs: Materia orgánica (raices, hojas), mineral (rocas), precipitaciones, gases (02 y CO2), energía solar

• outputs: calor, nutrientes (lixiviación), gases (respiración), material erosinado, absorción (raices extraen agua y nutrientes)

• Almacenamientos: Humus, organismos (descomponedores), minerales, agua y aire

• flujos: infiltración, percolación, bioturbación (mezcla de suelos por actividad biológica), ciclo de nutrientes

• componentes: inorgánicos (arena y arcilla) + orgánicos (vivos y humus) + aire + agua

• Transferimientos: infiltración, percolación, erosión, lixiviación, mezcla biológica, flujo de agua subterranea

• Transformaciones: descomposición, ciclo nutrientes, salinización (deteriora fertilidad)

Horizontes del suelo

• Horizonte O: primeros cm de suelo

• Horizonte A: Rico en materia orgánica

• Horizonte B: Elementos minerales y sales

• Horizonte C: Fragmentos de roca madre

• Horizonte R: Roca madre

Rol del suelo en los ecosistemas

• Crecimineto de plantas: Banco de semillas, nutrientes y almacenamiento de agua

• Habitats y nihos: Microorganismos, fungi y animales

• También es clave en los ciclos biogeoquímicos (almacenamiento)

• Reciclaje de nutrientes: detrivoros y descomponedores

Tipos de suelo

• La composición de las particulas etermina la idoneidad para la agricultura

• Arena: alto drenaje, no retiene agua, buean aireación

• Arcilla: Alta absorción, pero facilmente compacto y drenaje muy reducido

• Limoso: intermedio, muy compacto

• Suelo Franco: Óptimo, retención y drenaje equilibrados

• Humus: Materia orgánica parcialmente descompuesta, mejora la fertilidad, retención del agua y la estrucutra por la glucosa

Riesgos de la distribución de comida y uso de la tierra

• La demanda de tierra y comida es demasiado elevada para la oferta limitada

• Restricciones en la tierra: Solo el 70% no cubierta de hielo y no toda es idonea para la agricultura (bosques, empinadas, etc son usados para ganado)

• Desigualdad: Grupos marginados (indígenas, mujeres, comunidades con poco dinero) excluidos de la distribución

• Paradoja de la distribución: Producción mundial produce l suficiente para mas de 8 billones de personas, el verdadero problema es que un tercio se desperdicia mientras que otros se mueren de hambre

Sistemas agriculturales

• Outputs: arable pastoral, mezlca, monocultura, diverso

• Subsistencia: Para alimentación y supervivecnai propia

• Comercial: para conseguir beneficios

• Sedentario: Poblacion se asietna y cultiva una misma tierra

• Nomadico: Cultivo de tierra hasta que la fertilidad del suelo disminuya, sostenible para poblaciones más pequeñas

• El suelo local y el bioma determinan el cultivo idoneo

Revolución verde (50-60)

• El incremento de la irrigación + inputs sintéticos (tecnología mejorada) conllevaron a la triplicación del rendimiento en la agricultura

• Consecuencias positivas: Reducción del hambre en Asia y America latina

• Consecuencias negativas: Dependencia sintética, monocultura, degradación del suelo, desgaste del agua, desigualdad para granjeros menores

• Practicas alternativas sostenibles: Barbecho (dejar que tierra descanse), fertilizantes orgánicos, rotación de cultivo, micorrizas, agroforestación. Esto lleva a que los inputs se reduzcan y por ende que haya una mejor salud del suelo, biodiversidad y resiliencia

Tecnicas agrarias sostenibles

• control de la erosión por agua: Cultivo de terrazas (reduce la veolcidad del agua pluvial y por ende reduce su capacidad de llevarse consigo partes del suelo)

• Contol de la erosión por viento: Cubrir cultivos y cortinas cortavientos (sucesión de arboles cubriendo cultivos)

• Conservación de fertilidad: uso del limo, compost, abono verde, rotación de cultivos

• Practicas de cultivación: Evitar tierra marginal (al ser fragiles si se cultivan estas tierras se pueden terminar agotando y destrozando), sobrepastoreo y maquinaria pesas y fomentar el cultivo mixto en franjas, rotación de cultivos, labranza reducida

Estrategias alimintarias sostenibles

• Humanos: omnivoros, menores dietas basadas en plantas más sostenible

• Estrategias sostenibles: Reducir demanda y desperdicio, reducir emisiones de gases e incrementar la productividad sin más tierra

• Tecnicas: Basadas en plantas, sustitutivos de carne, fertilizantes solares, menor metano en el arroz

Composición de la atmosfera

• Recubre la tierra, regula el clima y filtra rayos UVA además de permitir la vida

• 78% N2, 21% O2, 1% otros gases

• Termosfera

• Mesosfera

• Estratosfera: Ozono (UV)

• Troposfera: clima

Atmosfera como sistema

• Inputs: energía solar

• flujos: viento y convección (calor sube y frio baja)

• Outputs: Energía infrarroja

• Redistribución: Agua, calor y contaminantes

Redistribución y cirulación tricelular

• Calentamiento diferencial: Insolación máxima en el ecuador, mínima en los polos dado al albedo y el ángulo

• Celula Hadley: 0-30, aire cálido y húmedo

• Celula Ferrel: 30-60, aire templado

• Célula Polar: 60-90, aire seco y frio

Gases de efecto invernadero

• Vapor de agua, CO2, CH4, N2O, O3

• Aerosoles: partículas en suspensión, 90% natural (volcanes, sal y ceniza), 10% antropogénicas (carbón, sulfatos)

• Efecto: aerosoles reflejan luz y enfrían, carbón absorbe calor y baja el albedo del hielo

Equilibrio térmico de la tierra

• Entrante: 340 watts/m² de radiación, 30% reflejado por albedo y 70% absorbido

• Saliente: reemitido como ondas largas, parte atrapada por los gases efecto inverdaero y calienta superficie

• Forzamiento radiactivo: Equilibeio entre entradas y salidas, positivo significa que se calienta

Efecto invernadero

• Natural: alrededor de 33 grados celsius con nivel normal de gases efecto invernadero

• Acentuado: por actividad humana se incrementa la temperatura y cambio climático

Clima y tiempo

• Tiempo: condiciones atmosféricas a corto plazo

• Clima: condiciones atmosfñericas a largo plazo (30 años) en un lugar

• Causas: oceanos, circulacion atmosféricas, nubes, incendios forestales, volcanes, actividad humana

• Factores: temperatura estacional, variaciones en las precipitaciones

• Procesos físicos: determinan clima atmosféricos

Emisiones históricas

• Revolución industrial: Incremento rápido del CO2 por combustibles fósiles

• Aceleración pos-50: industrialización más el boom poblacionar aumentaron significativamente el co2 atmosférico

• Gráfico de Keeling (58): Reportó un crecimiento constante del CO2 en e la atmosfera con oscilaciones por cambios estacionales (primavera y verano menos por la fotosintesis y en otoño e invierno más porque las hojas caen y liberan CO2 cuando se descomponen)

• Evidencias paleoclimáticas : Determina clima atmosférico

Impactos en ecosistemas

• Cambio climático: Afecta resiliencia de biomas y causa el desplazamiento de estos

• Resiliencia: Depende de biodiversidad y amortiguación y el ratio del cambio

• Algunas regiones pueden experimentar mayor eficiencia a corto plazo, como las regiones a gran altitud

• Local: Blanqueamiento de coral, desrtificaciñon, cambio en productivdad

• Global: Cambio en circulación del oceano, incremento del nivel delm ar, distribución de especies alterada

Impactos sociales

• Salud: Olas e calor, enfermedades tropicales, enfermedades respiratorias (humo, polvo) como la ola de calor de Europa en 2003

• Agua: Retroceso de glaciares disminuye flujo de los rios, incrementan los conflictos por agua e intensifica sequias y danas

• Agricultura: Cambui temporada de crecimiento

• Latitudes altas: mejor rednimiento

• Trópicos: peor rendimiento

• INfrastructura: Tiempo extremo que daña los asentamientos, el transporte y los sistemas energéticos

• Migración: refugiados por desastres naturales (150 milliones en 2050)

• Económico: $14-23 millones para 2050. Distribución desigual

• Justicia ambiental: Las poblaciones más vulnerables son aquellas que menos culpa tienen pero las que sufren más

Bucle de feedback y modelaje de sistemas

• Diagramas de sistemas: modelan las causas y efectos con bucles de retroalimentación

• Feeback positivo: Cuanto más hielo derretido peor

• Feedback negativo: Estabiliza la situación mayor cubrimiento por las nuebes

• Es muy posible que la tierra ya haya superado el límitet planetario del cambio climático

Perspectivas y respuestas sociales

• Perspectvias: dependen de muchísimos factores (cultura, política, economía, educación, experiencia)

• Visiones individuales: pueden variar desde actbisimo agresivo a la indiferencia o la negación

• Respuestas sociales: mitigación hasta la inacción

• Negación psicológica: mecanismo de defensa

• Apoyo publico: determian eficacia de políticas

Cooperación global contra cambio climático

• Cambio climático: problema global que requiere cooperación internacional más haya del estado individual

• Soberanía estatal: complica esyo ya qye los tratados alinean respuestas de cada nación

• CMNUCC: 92, estabilizó niveels de gases del efecto invernadero

• Protocolo de Kioto: 97, introdujo comercio de carbono

• Arriendo de Doha: 12, extensión Kioto, redujo 18% de la emisión

• Acuerdos de París: Limitar calentamiento a menos de 2 grados celsius con el objetivo de 1,5

Descarbonización de la economía

• Pasar de combustibles fósiles a renovables

• Transformar energía, transporte, indsutria, agricultura y uso de la tierra

• Neutralidad del carbono: Equilibrio entre el carbono emitido y el que se elimina

• Acciones: renovables, electrificación, preciar el carbono, cesar subsidios, eficiencia energética, cambio en la dieta

Estrategias de mitigación

• Reducir calentamiento: Geoingenieria, cambio en estilo de vida, reducir producción de GHG

• Quitar CO2: Aforestación, renaturalización, fertilización de los oceanos

Estrategias de adaptación

• Estructural: Defensas centra las inundaciones, desalinización, infrastructura movible

• No estructural: cultivo de sequia, vacunación

• PANAs: Identifica adaptaciones necesaias en paises menos desarrolados

Radiación electromagnética y ondas UVA

• Radiación solar y longitud de onda: Espectro electromagnético conduce energía y procesos biológicos

• Radio, Infrarrojo, visible, UVA, Rayos X y gama

• Solo llega visible e infrarroja

• Visible: permite fotosíntesis y absorción de luz por clorofilia

• Infrarrojo: Calor radiante, conduce tiempo, clima, circulación oceánica (50% de la energía solar)

• UV: menos longitud, mayor frecuencia, lo cual cre más energía y biomasa

• UVA: penetra la piel profundamente, provocando envejecimiento, cancer, daño en los ojos, pasa por las nubes

• UVB: Daña el ADN en la parte superior de la poiel, cancer, quemaduras, bloqueado por cristal, varía en función de la latitud y temperatura

• UVC: Más peligroso, absorbido por ala capa de ozono estratosférica, no llega naturalmente a la superficie

Impacto de la radiación UVA

• Ecosistemas: reduce fitoplankton y su productividad, lo cual afecta las redes tróficas globales

• Humanos: mutaciones, cancer, supresión immune, cataratas, envejecimiento de piel y quemaduras

• Datos: 15 millones ciegos globalmente, 10% por rayos UVA

• Beneficios: Vitamina D, esterilización y uso del forense

Capa de ozono estratosférica y protección UV

• Ozono: O3, forma una capa delgada en la parte baja de la estatosfera

• Equilibrio dinámico: Formación y destrucción continua, manteniéndose una concentración constante

Reacciones

• O2—> O, O2 + O—> O3

• O3 + UV—> O2 + O, O + O3—> 2O2

• O3 protege la vida, sin él la vida terrestre sufriría mutaciones letales

Sustancias que agotan el O3

• Bromidio, halógenos, clorofluoro carbono, HCFC: Destruye el ozono más rápido de lo que se forma

• Equilibrio roto: Agotamiento

• Cuanto mas UVB entra más efectos habran en la salud y los ecosistemas

• Esto crea agujeros en la capa de Ozono, especialmente en la antartida

Protocolo de Montreal (87)

• Tratado ambiental más exitoso. Disminuye yso de sustancias que agotan el ozono

• Alcance: Regulación de producción, comercio, uso de clorofluorocarbono y HCFC y otras sustancias

• Participación: 197 paises acuerdan sanciones para los que no cumplan

• Cronología: Se elimina CFC para 1996 en paises desarrollados y en 2010 para los paises poco desarrollados

Consecuencias del protocolod e Montreal

• Declive del clorofluorocarbono atmosférico

• Recuperación de la capa de ozono, evitando más de 2 millones de casos de cancer anuales

• Factoes de éxito

• Principio de precaucuión: Medidas incluso antes de haber certeza segura sobre el problema

• Cooperación indsutrial: Dupont desarrolló alternativas al hidrogenofluorocarbono

• Evidencia clara: satelites sobre la antártica

• Viabilidad económica: alternativas a precio razonable

• Obligación: Restricciones comerciales si no se coopera