ciclo de nutrientes


Un ciclo de nutrientes (o reciclaje ecológico ) es el movimiento e intercambio de materia orgánica e inorgánica de regreso a la producción de materia. El flujo de energía es una vía unidireccional y no cíclica, mientras que el movimiento de los nutrientes minerales es cíclico. Los ciclos minerales incluyen el ciclo del carbono , el ciclo del azufre , el ciclo del nitrógeno , el ciclo del agua , el ciclo del fósforo , el ciclo del oxígeno , entre otros que se reciclan continuamente junto con otros nutrientes minerales en una nutrición ecológica productiva .

El ciclo de nutrientes es el sistema de reciclaje de la naturaleza. Todas las formas de reciclaje tienen circuitos de retroalimentación que utilizan energía en el proceso de volver a utilizar los recursos materiales. El reciclaje en ecología está regulado en gran medida durante el proceso de descomposición . [1] Los ecosistemas emplean la biodiversidad en las redes alimentarias que reciclan materiales naturales, como los nutrientes minerales , que incluye el agua . El reciclaje en los sistemas naturales es uno de los muchos servicios ecosistémicos que sustentan y contribuyen al bienestar de las sociedades humanas. [2] [3] [4]

Hay mucha superposición entre los términos del ciclo biogeoquímico y el ciclo de nutrientes. La mayoría de los libros de texto integran los dos y parecen tratarlos como términos sinónimos. [5] Sin embargo, los términos a menudo aparecen de forma independiente. El ciclo de nutrientes se usa más a menudo en referencia directa a la idea de un ciclo dentro del sistema, donde un ecosistema funciona como una unidad. Desde un punto de vista práctico, no tiene sentido evaluar un ecosistema terrestre considerando la columna completa de aire sobre él, así como las grandes profundidades de la Tierra debajo de él. Si bien un ecosistema a menudo no tiene un límite claro, como modelo de trabajo es práctico considerar la comunidad funcional donde ocurre la mayor parte de la transferencia de materia y energía. [6]El ciclo de nutrientes ocurre en ecosistemas que participan en los "ciclos biogeoquímicos más grandes de la tierra a través de un sistema de entradas y salidas". [6] : 425 

Todos los sistemas reciclan. La biosfera es una red de materiales e información que recicla continuamente en ciclos alternos de convergencia y divergencia. A medida que los materiales convergen o se vuelven más concentrados, ganan en calidad, aumentando su potencial para generar trabajo útil en proporción a sus concentraciones en relación con el medio ambiente. A medida que se utilizan sus potenciales, los materiales divergen o se dispersan más en el paisaje, solo para concentrarse nuevamente en otro momento y lugar. [7] : 2 

Los ecosistemas son capaces de un reciclaje completo. El reciclaje completo significa que el 100% del material de desecho se puede reconstituir indefinidamente. Esta idea fue capturada por Howard T. Odum cuando escribió que "los sistemas ecológicos y los sistemas geológicos han demostrado completamente que todos los elementos químicos y muchas sustancias orgánicas pueden ser acumuladas por los sistemas vivos a partir de concentraciones oceánicas o de la corteza de fondo sin límite en cuanto a la concentración". siempre que haya energía solar disponible u otra fuente de energía potencial" [8] : 29  En 1979 , Nicholas Georgescu-Roegen propuso la cuarta ley de la entropíaindicando que el reciclaje completo es imposible. A pesar de las extensas contribuciones intelectuales de Georgescu-Roegen a la ciencia de la economía ecológica , la cuarta ley ha sido rechazada de acuerdo con las observaciones del reciclaje ecológico. [9] [10] Sin embargo, algunos autores afirman que el reciclaje completo es imposible para los residuos tecnológicos. [11]


El compostaje dentro de los sistemas agrícolas capitaliza los servicios naturales del reciclaje de nutrientes en los ecosistemas. Las bacterias , los hongos , los insectos , las lombrices de tierra , los bichos y otras criaturas cavan y digieren el compost en suelo fértil. Los minerales y nutrientes en el suelo se reciclan nuevamente en la producción de cultivos.
Ciclo de nutrientes de un ecosistema terrestre típico
Una red alimentaria simplificada que ilustra una cadena alimentaria de tres tróficas ( productores - herbívoros - carnívoros ) vinculada a los descomponedores . El movimiento de los nutrientes minerales a través de la cadena alimenticia, hacia la reserva de nutrientes minerales y de regreso al sistema trófico ilustra el reciclaje ecológico. El movimiento de la energía, por el contrario, es unidireccional y no cíclico. [15] [16]
Desde las criaturas más grandes hasta las más pequeñas, los nutrientes se reciclan mediante su movimiento, sus desechos y sus actividades metabólicas. Esta ilustración muestra un ejemplo de la bomba de ballena que hace circular los nutrientes a través de las capas de la columna de agua oceánica. Las ballenas pueden migrar a grandes profundidades para alimentarse de peces de fondo (como la lanza de arena Ammodytes spp. ) y salir a la superficie para alimentarse de krill y plancton en niveles más someros. La bomba de ballena mejora el crecimiento y la productividad en otras partes del ecosistema. [25]
Una ilustración de una lombriz de tierra tomada de la publicación de Charles Darwin sobre el movimiento de la materia orgánica en los suelos a través de las actividades ecológicas de las lombrices. [28]
Los troncos caídos son componentes críticos del ciclo de nutrientes en los bosques terrestres. Los troncos nodriza forman hábitats para otras criaturas que descomponen los materiales y reciclan los nutrientes para que vuelvan a la producción. [35]