Examen parcial 2010 (2n parcial) (2) (0)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Ecologia
Año del apunte 0
Páginas 3
Fecha de subida 14/06/2014
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

Segon Parcial -- Grup 2 – 26-5-2010 1. Tenim un sistema d’aquaris experimentals il·luminat les 24 hores del dia on s’estudia el plàncton. Cadascun dels aquaris és un cilindre de 1 m de radi i 3 m d’altura. S’hi ha mesurat la producció primària pel mètode de l’O2 a 14ºC i a 20ºC amb incubacions de 3 hores de durada. Els resultats han estat els següents: Temperatura (ºC) [O2] inicial (mg·L-1) 14 20 8.50 8.00 [O2] ampolla il· luminada (mg·L1 ) 9.36 8.69 [O2] ampolla fosca (mg·L-1) 7.60 6.44 (a) Calculeu la producció primària bruta i la producció primària neta d’aquests aquaris a 14ºC i a 20ºC (en g C m-2 dia-1). Suposeu per a fer-ho que els resultats de la taula anterior són representatius de tota la columna d’aigua. Doneu els resultats en forma de taula. [4 punts] (b) Aquest fitoplàncton té una relació C:P de 106:1. El P se li proporciona en forma de K2HPO4.
Quina quantitat (en g·dia-1) serà necessària per a un dels aquaris mantinguts a 20ºC? [3 punts] (c) En aquests aquaris també hi ha zooplàncton fitòfag i zooplàncton zoòfag. El primer consumeix un 50% de la producció primària neta i el segon un 60% de la producció neta de zooplàncton fitòfag. Quina és la producció neta del zooplàncton zoòfag (en g C m-2 dia-1)? Considereu només els aquaris a 20ºC. [2 punts] (d) Se sap que la producció primària bruta i la respiració d’aquesta comunitat planctònica varien exponencialment amb la temperatura i que aquesta relació és vàlida entre 2ºC i 32ºC. A quina temperatura esperaríeu que la producció primària neta fos màxima? [1 punt] (a) A 14ºC tenim R = [O2]i - [O2]f = 8.50 – 7.60 = 0.90 mg O2·L-1 PPN = [O2]l - [O2]i = 9.36 – 8.50 = 0.86 mg O2·L-1 PPB = PPN + R = 0.86 + 0.90 = 1.76 mg O2·L-1 I a 20ºC: R = [O2]i - [O2]f = 8.00 – 6.44 = 1.56 mg O2·L-1 PPN = [O2]l - [O2]i = 8.69 – 8.00 = 0.69 mg O2·L-1 PPB = PPN + R = 0.86 + 0.90 = 2.25 mg O2·L-1 Se’ns demana el resultat en en g C m-2 dia-1. El factor de pas d’unes unitats a les altres és: x mg O2 1 24 h 1 mol O2 1 mol C 12 g C 1000 L gC ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 3 m = 9x 2 3 L m dia 3 h 1 dia 32000 mg O2 1 mol O2 1 mol C 1 m Per tant, per passar a les unitats desitjades només cal multiplicar cadascun dels resultats anteriors per 9.
Així obtenim el resultat que se’ns demana.
14ºC 8.1 7.74 15.84 R (g C m-2 dia-1) PPN (g C m-2 dia-1) PPB (g C m-2 dia-1) 20ºC 14.04 6.21 20.25 (2) El P que necessita el fitoplàncton és el que s’acaba convertint en els cossos d’aquests organismes, és a dir la PPN.
6.21 g K 2 HPO4 g C 1 mol C 1 mol P 174 g K 2 HPO4 3.14 m 2 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 2.67 2 m dia 12 g C 106 mol C 1 mol P 1 aquari aquari ⋅ dia (3) Calculem primer el pas de fitoplàncton a zooplàncton fitòfag: 6.21 g C fitopl. 50 g C consumits 40 g C assimilats 40 g C produits g C zoopl. fitofag ⋅ ⋅ ⋅ = 0.4968 2 m dia 100 g C prod . fitopl. 100 g C consumits 100 g C assimilats m 2 dia I ara el pas de zooplàncton fitòfag a zooplancton zoòfag: 0.4968 g C zoopl. fitof 60 g C consumits 80 g C assimilats 30 g C produits g C zoopl.zoofag ⋅ ⋅ ⋅ = 0.0715 2 m dia 100 g C prod . zoopl. fitofag 100 g C consumits 100 g C assimilats m 2 dia (d) Si la velocitat d’aquests processos creix exponencialment amb la temperatura vol dir que: PPB = A ⋅ BT i R = a ⋅ bT On A, B, a i b són paràmetres i T és la temperatura. Calculem els valors dels paràmetres. Per a la PPB tenim: 20.25 PPB20 A ⋅ B 20 20.25 = = = B6 ⇒ B = 6 = 1.0418 14 15.84 PPB14 A ⋅ B 15.84 Per calcular el paràmetre A podem utilitzar, per exemple, les dades a 20ºC: PPB20 = A ⋅ B 20 ⇒ A = PPB20 20.25 = = 8.928 20 B 1.041820 Per a la R tenim: 14.04 R20 a ⋅ b 20 14.04 = = = b6 ⇒ b = 6 = 1.0960 14 8.10 R14 a ⋅ b 8.10 Per calcular el paràmetre a podem utilitzar, per exemple, les dades a 20ºC: R20 = a ⋅ b 20 ⇒ a = R20 14.04 = = 2.2447 20 b 1.096020 La producció primària neta la podem expressar ara com: PPN = PPB − R = A ⋅ B t − a ⋅ bt Aquesta funció té un màxim allà on s’anul·la la seva derivada (podria ser també un mínim, però l’anàlisi gràfica o la segona derivada confirmen que es tracta d’un màxim): PPN ' = A ⋅ BT ln B − a ⋅ bT ln b = 0 A ⋅ BT ln B = a ⋅ bT ln b T T A ln B ⎛ b ⎞ 8.928 ln1.0418 ⎛ 1.0960 ⎞ ln1.7768 T ⋅ =⎜ ⎟ ⇒ ⋅ =⎜ = 11.34º C ⎟ ⇒ 1.7768 = 1.0520 ⇒ T = a ln b ⎝ B ⎠ 2.2447 ln1.0960 ⎝ 1.0418 ⎠ ln1.0520 ...