ECOLOGIA SUSTENTABILIDADE: ecossistemas

ECOLOGIA
Prof. ELOIR MISSIO
SUSTENTABILIDADE: ecossistemas
ECOSSISTEMAS
ODUM, Eugene P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara, 1988.
CHRISTOFOLETTI, Antonio. Modelagem de Sistemas
Ambientas. São Paulo: Edgar Blucher, 1999.
ODUM, Eugene P. 7. Ed. Fundamentos da Ecologia. Lisboa:
Fundação Calouste Gulbenkian, 2004.
MILLER Jr., G. TYLER. Ciência Ambiental. São Paulo, Cenage
Learning. 2012.
REIS, Lineu Belico dos; FADIGAS, Eliane A. Amaral; CARVALHO,
Cláudio Elias. Energia, Recursos Naturais e a Prática do
Desenvolvimento Sustentável. Barueri, SP. Manole. 2005.
SUSTENTABILIDADE: ecossistemas
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8.
O que é ecologia?
Quais processos básicos mantém vivos os seres humanos e outros organismos?
Quis são os principais componentes de um ecossistema?
O que acontece com a energia de um ecossistema?
O que são solos e como são formados?
O que acontece com a matéria em um ecossistema?
Como os cientistas estudam os ecossistemas
A) em um adesivo de carro está a pergunta: “você já agradeceu uma planta hoje?” DÊ dois motivos para agradecermos as
plantas?
B) identifique os materiais utilizados para fabricar o adesivo de carro e decida se ele próprio é uma aplicação de slogan?
C) explique como os decompositores ajudam a nos manter vivos?
9. A) Como você montaria um aquário auto-suficiente para peixes tropicais?
B) Imagine que você tenha um aquário balanceado, vedado com uma tampa de vidro transparente. A vida pode continuar no
aquário indefinidamente enquanto houver luz do sol sobre ele?
C) Um amigo limpa seu aquário e retira o solo e as plantas, deixando apenas os peixes e a água. O que acontecerá? Explique.
10. Faça uma lista dos alimentos que você ingeriu no almoço e no jantar hoje. Refaça a trajetória de cada tipo de alimento de volta a
uma espécie específica de produtor.
11. Utilize a segunda lei da termodinâmica para explicar por que ocorre uma acentuada queda nos fluxos de energia ao longo de
uma cadeia ou teia alimentar. A perda de energia a cada etapa viola a primeira lei da termodinâmica? Explique.
12. Utilize a segunda lei da termodinâmica para explicar por que muitas pessoas pobres nos países em desenvolvimento vivem de
uma dieta primordialmente vegetariana?
13. Porque os fazendeiros não precisam aplicar carbono para cultivar suas plantações, mas frequentemente precisam adicionar
fertilizantes contendo nitrogênio e fósforo?
14. Por que os níveis de CO2 na atmosfera são maiores durante o dia que a noite?
15. O que aconteceria com um ecossistema se todos os seus decompositores e consumidores de detritos fossem eliminados? E se
todos os produtores fossem eliminados?
16. Visite uma zono de vida aquática ou um ecossistema terrestre nas proximidades e tente identificar seus principais produtores,
consumidores, detritívoros e decompositores.
A NATUREZA DA ECOLOGIA
O que é ecologia
Ecologia: do grego
oikos – casa ou lugar para morar
logos – estudo
É o estudo de como os organismos interagem uns com os outros e com o
ambiente não vivo.
Para:
Entender as interações entre
ecossistemas e a biosfera.
organismos,
populações,
comunidades,
Organismo: qualquer forma de vida
Célula: unidade básica da vida
Espécie: grupo de organismo que se assemelham uns aos outros no que diz
respeito a aparência, ao comportamento, a química e a composição genética.
A NATUREZA DA ECOLOGIA
Quantas espécies existem na terra:
1,4 milhões foram identificadas e nominadas
Estimativas de 3,6
a 100 milhões de
espécies
Supõe-se que
compartilhamos
o planeta com 10
a 14 milhões de
Espécies
A NATUREZA DA ECOLOGIA
Quais espécies dominam o mundo?
Micróbios: bactérias, protozoários, fungos e leveduras
Os vemos como uma ameaça a nossa saúde.
Os micróbios nocivos são minoria
A NATUREZA DA ECOLOGIA
Micróbios
 Transformam o gás nitrogênio em formas assimiláveis pelas plantas
 Auxiliam na produção de alimentos: pães, queijo, iogurte, vinho, vinagre,
vinagre, cerveja....
 Decompõem resíduos orgânicos em nutrientes (ciclagem)
 Ao decompor resíduos purificam a água
 Bactérias do trato digestivo auxiliam na decomposição do alimento que
ingerimos
 Micróbios no nosso nariz impedem que bactérias nocivas alcancem os
pulmões
 Produzem antibióticos (penicilina, eritromicina e estreptomicina)
 Auxiliam no controle de doenças que afetam plantas e populações de
espécies de insetos que atacam nossas safras de alimentos
A NATUREZA DA ECOLOGIA
Populações comunidades e ecossistemas:
População: é um grupo de indivíduos da mesma espécie que interage e ocupa
uma área específica.
A variação entre os
indivíduos da mesma
espécie é denominada
de diversidade genética
A NATUREZA DA ECOLOGIA
Habitat: é o local onde vive uma população
Comunidade ou comunidade biológica; formada por todas as populações de
diferentes espécies de plantas, animais e microrganismos vivendo e
interagindo em uma área.
Ecossistema: Qualquer unidade que abranja todos os organismos que
funcionam em conjunto (comunidade biológica) numa dada área, interagindo
com o ambiente físico (abiótico) de tal modo que um fluxo de energia produza
estrutura bióticas claramente definidas e uma ciclagem de materiais entre as
partes vivas e não vivas.
Variam quanto ao tamanho e podem ser naturais ou artificiais (criados pelo
homem).
OS SISTEMAS DE SUPORTE DE VIDA DA TERRA
Quatro esferas
Atmosfera: troposfera - 17km, contém principalmente nitrogênio (78%) e
oxigênio (21%)
estratosfera – 17 a 48 km – sua camada inferior contém ozônio(O3)
suficiente para filtrar a radiação ultravioleta nociva.
Hidrosfera: formada pela água da terra.
Compreende a água líquida, gelo
e vapor d’água.
Litosfera: consiste na crosta e no manto
superior terrestres
OS SISTEMAS DE SUPORTE DE VIDA DA TERRA
Todas as partes da biosfera estão interligadas. Qualquer alteração pode gerar
efeito em cadeia entre as partes.
Se a terra fosse uma maçã a biosfera não seria mais espessa que a casca.
O objetivo da ecologia é compreender as interações nessa fina “casca” ou
membrana global que mantém a vida na terra e é composta de ar, água, solo e
organismos.
OS SISTEMAS DE SUPORTE DE VIDA DA TERRA
O que sustenta a vida na
terra?
Três fatores interligados:
 Fluxo unidirecional de
energia
 Ciclo dos elementos
cruciais
 Gravidade
OS SISTEMAS DE SUPORTE DE VIDA DA TERRA
O que acontece com a energia solar que chega a terra?
A maioria é refletida de volta
atmosfera do planeta
ou absorvida pelos elementos químicos na
Grande parte da radiação solar que consegue atravessar a atmosfera é
degradada em radiação infravermelha cujas ondas tem comprimento de onda
maior.
Essa radiação infravermelha encontra os chamados gases de efeito estufa na
troposfera, auxiliando no aquecimento da troposfera e da superfície terrestre.
Sem esse efeito estufa natural,
a terra seria muito fria para que
a vida como a conhecemos,
existisse.
OS SISTEMAS DE SUPORTE DE VIDA DA TERRA
Por que a terra favorece tanto a vida?
A vida depende da água liquida que domina a superfície terrestre.
A temperatura é outro fator crucial. A orbita da terra está a uma distância ideal
do sol. Mais perto seria muito quente e mais distante muito fria.
A terra gira, caso contrário o lado voltado para o sol seria muito quente o outro
lado muito frio.
A terra tem o tamanho certo, contendo massa gravitacional suficiente para
manter um núcleo de ferro e níquel liquefeito e para impedir que suas
moléculas de gases leves presentes na atmosfera escapem para o espaço.
Em uma escala temporal de milhões de anos a terra tem sido extremamente
resiliente e adaptável. A temperatura média da superfície terrestre permaneceu
dentro da faixa de 10 a 20 °C.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Biomas e zonas de vida aquática:
Biomas: cada uma das regiões distintas na superfície terrestre
florestas, desertos, pastos, etc.
cada uma caracterizada por um clima singular e espécies específicas.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Zonas de vida aquática: zonas de vida de água doce: lagos e rios
zonas de vida oceânica ou marinha: recifes de corais,
estuários costeiros e oceano profundo.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Componentes vivos e não vivos dos ecossistemas
Abióticos: não vivos- água, ar, nutrientes e a energia solar
Biológicos, bióticos: vivos – plantas, animais e micróbios
Os componentes
estão conectados
uns aos outros por
meio dos hábitos
de consumo dos
organismos.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Faixa de tolerância: cada população em um ecossistema tem uma faixa de
tolerância a variações no ambiente físico.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Lei de tolerância: o que determina a existência, abundância e distribuição de
uma espécie no ecossistema é o fato de os níveis de um ou mais fatores
físicos ou químicos estarem situados na faixa tolerada por aquela espécie.
Leis complementares a lei de tolerância
 Uma espécie pode apresentar alta capacidade de tolerância para alguns
fatores e baixa para outros;
 A maioria dos organismos é menos tolerante na juventude ou na fase de
reprodução;
 Espécies altamente tolerantes podem viver em uma variedade de habitats e
condições bastante distintas.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Fatores que limitam o crescimento da população
Princípio dos fatores limitantes: o excesso ou a falta de um fator abiótico pode
limitar ou impedir o crescimento de uma população, ainda que todos os outros
fatores estejam na faixa de tolerância ideal ou próximo a ela.
Importantes fatores limitantes:
na terra: a precipitação, os nutrientes,...
na água: temperatura, luz, nutrientes, conteúdo de oxigênio dissolvido,
salinidade...
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Componentes biológicos dos ecossistemas: produtores, consumidores e
decompositores.
Produtores: autótrofos – fabricam seu próprio alimento utilizando compostos
obtidos do seu meio
Na terra: plantas verdes são a maioria dos produtores
Na água doce ou marinha são as algas e as plantas próximo as costas.
Em mar aberto são os fitoplânctons
A maior parte dos produtores captura a luz solar para formar compostos
complexos (como a glicose, C6H12O6) por meio da fotossíntese.
Reação geral:
6CO2 + H2O
C6H12O6 + 6O2
Quimiossíntese: bactérias especializadas são capazes de converter, sem a luz
solar, simples compostos de seu meio em compostos de nutrientes mais
complexos.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Os demais organismos no ecossistema são decompositores ou heterótrofos obtém energia e nutrientes alimentando-se de outros organismos ou de restos
orgânicos.
Decompositores: na maioria bactérias e fungos, são consumidores
especializados que reciclam matéria orgânica nos ecossistemas. Eles obtém
nutrientes e liberam compostos inorgânicos mais simples no solo e na água,
onde os produtores podem absorver os nutrientes.
Onívoros: alimentam-se de plantas e
animais (porco, ursos, baratas,
seres humanos...)
Detritívoros: consumidores de detritos
que se alimentam de restos
orgânicos.
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Produtores consumidores e decompositores utilizam a energia química
armazenada na glicose e em outros compostos orgânicos para manter seus
processos vitais.
Na maioria das células essa energia é liberada pela respiração aeróbica. Que
utiliza o oxigênio para converter nutrientes orgânicos novamente em dióxido de
carbono e água.
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + H2O
A sobrevivência de um organismo depende do:
fluxo de matéria e energia que percorre seu corpo
Um ecossistema sobrevive da:
combinação entre reciclagem da matéria (em vez de fluxo
unidirecional) e fluxo de energia unidirecional (em vez de reciclagem).
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
COMPONENTES DO ECOSSISTEMA
Biodiversidade: um recurso crucial
Diversidade biológica ou biodiversidade
?
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Cadeias e teias alimentares
Existe pouco desperdício nos ecossistemas naturais
Todos os organismos, vivos ou mortos, são fontes potenciais de alimento para
outros organismos.
Folha - lagarta – pássaro – falcão
Os decompositores comem a lagarta, a folha, o pássaro e o falcão depois de
mortos
Cadeia alimentar: uma sequência de organismos, na qual cada uma serve de
alimento para o próximo.
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Os ecologistas atribuem um nível alimentar ou nível trófico, a cada organismo
em um ecossistema, dependendo se ele é um produtor ou consumidor, e se ele
come ou decompõe.
Primeiro nível trófico: produtores
Segundo nível trófico: consumidores primários (herbívoros)
Terceiro nível trófico: consumidores secundários (carnívoros)
Quarto nível trófico: consumidores terciários (carnívoros superiores)
Os detritívoros (consumidores de detritos e decompositores) processam os
detritos de todos os níveis tróficos.
Teia alimentar: os ecossistemas na verdade são mais complexos. A maior parte
das espécies participa de diversas cadeias alimentares.
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Fluxo de energia em um ecossistema
Eficiência ecológica: é a porcentagem
de energia transferida em forma de
biomassa de um nível trófico para o
outro.
Varia de 2 a 40% dependendo do tipo
de espécie e do ecossistema
envolvido.
Pirâmide de fluxo de energia: ilustra a
perda cumulativa de energia à medida
que ela flui pelos vários níveis tróficos.
Pirâmides X capacidade de suporte do
planeta.
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Pirâmides X capacidade de suporte do planeta.
É raro as cadeias alimentares apresentarem mais de 4 ou 3 níveis tróficos.
Existem relativamente poucos carnívoros de topo como a águia, o falcão, o
tigre e o tubarão branco.
Isto explica por que essas espécies são mais vulneráveis a extinção quando os
ecossistemas são alterados.
Os seres humanos estão nesta lista?
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Produtividade dos produtores
Produtividade primária bruta (PPB):
É a taxa em que produtores de um
ecossistema convertem energia solar
em energia química na forma de
biomassa.
Produtividade primária líquida (PPL):
É a taxa na qual os produtores utilizam
a fotossíntese para armazenar energia
menos taxa de utilização da energia
armazenada por meio da respiração
aeróbica (PPL = PPB – R)
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
Apenas a PPL está disponível em forma de alimento para os consumidores
que utilizam apenas parte desta.
Consequentemente: a PPL da terra acaba por limitar o número de
consumidores (inclusive os seres humanos) que podem sobreviver na terra.
Estima-se que os seres humanos utilizam, desperdiçam ou destroem 27% do
total de PPL potencial da terra e por volta de 10 a 55% da PPL dos
ecossistemas terrestres.
Estamos eliminando habitats ou suprimentos alimentares de outras espécies.
O que poderá acontecer conosco e com outras espécies ante:
O crescimento da população humana
E do aumento exponencial do consumo per capita de recursos como
alimento, madeira e pastos
SOLOS
Solo: Corpo natural organizado, resultante da ação do clima, organismos,
relevo e tempo sobre o material de origem (rocha), distribuído na superfície da
crosta em uma fina camada.
É composto por uma mistura complexa de rocha erodida, nutrientes minerais,
matéria orgânica em decomposição, água, ar e bilhões de organismos vivos.
Sua renovação ocorre lentamente: 15 a centenas de anos por cm





Fornece nutrientes para o crescimento das plantas;
Atua como filtro, pois purifica a água;
Auxilia na decomposição de resíduos biodegradáveis;
Armazena água;
Ajuda a controlar o clima do planeta retendo o dióxido de carbono na forma
de compostos orgânicos.
Civilizações inteiras desapareceram por negligenciar a superfície do solo que
sustentava suas populações.
SOLOS
Camadas de solos maduros
Horizontes do solo: série de camadas com textura e composição próprias,
variando de acordo com os diferentes tipos de solo.
Perfil do solo: visão do corte transversal dos horizontes de um solo.
SOLOS
Horizonte O: serrapilheira
Horizonte A: mistura porosa de húmus e partículas minerais orgânicas.
Geralmente mais escura e fofa que as camadas mais profundas. Concentra a
maior parte das raízes e da matéria orgânica. Complexas teias de bactérias,
fungos e pequenos insetos ciclam nutrientes de plantas. A cor pode estar
relacionada a fertilidade e a aptidão aos cultivos.
Os espaços vazios do solo estão ocupados com ar e água em diferentes
proporções.
Infiltração: é o movimento descendente de água no solo e está relacionado ao
volume de espaços vazios, ou poros.
Lixiviação: minerais e matéria orgânica transportada verticalmente no solo pela
água de infiltração.
Textura: é a composição do solo em termos de proporção de partículas de
tamanho argila (muito finas), silte (finas), areia (partículas medianas) e
cascalho (partículas grandes ou muito grandes).
SOLOS
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Ciclos dos nutrientes: reciclagem global
Ciclos de nutrientes ou ciclos biogeoquímicos: todos os organismos estão
interligados por sistemas globais de reciclagem.
Nesses ciclos os átomos, íons e moléculas dos nutrientes de que os
organismos necessitam para viver, crescer e se reproduzir circulam
continuamente entre a água, solo, rocha e organismos vivos.
Os ciclos químicos da terra também interligam formas de vida do passado,
presente e do futuro.
Alguns átomos de carbono da sua pele podem ter sido parte de uma folha, da
pele de um dinossauro ou de uma camada de rocha calcária.
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Os elementos químicos, inclusive todos os elementos essenciais
do protoplasma tendem a circular em vias características, do
ambiente ao organismo, e destes novamente ao ambiente.
As vias são chamadas de CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.
O movimento dos elementos e compostos inorgânicos são
definidos como CICLAGEM DE NUTRIENTES
Cada ciclo pode ser dividido em dois compartimentos ou pools:
Pool reservatório: componente maior, de movimentos lentos,
geralmente não biológico.
Pool lábil: ou de ciclagem, uma parcela menor, mais ativa que se
permuta rapidamente entre os organismos e o seu ambiente
imediato.
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Classificam-se em dois tipos básicos:
Gasosos: reservatório localizado na atmosfera ou hidrosfera
Sedimentares: reservatório na crosta terrestre
Dos mais de 100 elementos químicos conhecidos na natureza, a literatura
mundial considera 16 elementos químicos como nutrientes de plantas.
São eles: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Cl, e Mo
Embora sejam encontrados nas plantas e animais de 40 a 50 elementos
Essencial: sem ele a planta não vive
Benéfico: aumenta o crescimento e a produção em situações
particulares. (cobalto – Co)
Tóxico: não pertencendo às categorias anteriores, diminui
crescimento e a produção, podendo levar à morte. (Alumínio – Al3+)
o
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio são necessários em grandes
quantidades
Os outros em quantidades pequenas e até mínimas
Os elementos essenciais exibem ciclos biogeoquímicos definidos.
Os elementos não essenciais também apresentam ciclos, muitas vezes
fluindo juntos com os essenciais por causa das suas afinidades químicas.
“Bio” refere-se aos organismos vivos
“Geo” as rochas, ar e água da terra
A biogeoquímica é o estudo da troca de materiais entre os componentes vivos
e não vivos da biosfera.
Na figura 4.1 um ciclo unidirecional de energia movimenta o ciclo da matéria.
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Um átomo no reservatório não está, necessariamente, não disponível aos
organismos, de forma permanente, porque existem fluxos, embora lentos,
entre os componentes disponível (lábil) e não disponível (não lábil).
Os ciclos biogeoquímicos do tipo gasosos ajustam-se rapidamente a
perturbações, por causa dos grandes reservatórios atmosféricos e oceânicos,
ou ambos. São portanto, bem tamponados.
Aumentos locais na produção de CO2 são rapidamente dissipados por
movimentos atmosféricos, sendo o aumento compensado pelo
aumento na absorção pelas plantas (acréscimo na taxa fotossintética)
ou pela formação de carbonatos no mar.
Os ciclos sedimentares (fósforo, ferro, potássio, etc) tendem a ser muito
menos controlados ciberneticamente e a ser mais facilmente afetados por
perturbações porque a grande massa de material está no reservatório
relativamente inativo e imóvel na crosta.
os mecanismos de retorno são, em muitos casos, principalmente
bióticos.
PADRÕES E TIPOS BÁSICOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Os seres humanos diferenciam-se, não apenas por precisarem dos elementos
essenciais, mas por metabolizar quase todos os demais.
Aceleramos tanto o movimento de alguns materiais que os ciclos tendem a se
tornar imperfeitos, ou o processo se torna acíclico, havendo carências em um
local e excesso em outro.
poluição em usinas de produção de fosfato e escoamento superficial
em áreas agrícolas causando prejuízos a qualidade das águas.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Ciclo da água ou ciclo hidrológico:
Coleta purifica e distribui o suprimento fixo de água da terra.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
A energia solar faz com que a água presente na superfície terrestre evapore
para a atmosfera. 84% do vapor presente na atmosfera provém das oceanos.
Da água que retorna a superfície em forma de precipitação, uma parte fica:
Retida nas geleiras
Infiltra no solo e nas formações rochosas permeáveis em direção aos
aquíferos
Escoa superficialmente para lagos e córregos e posteriormente para o
oceano
Neste caminho: causa erosão, dissolve inúmeros compostos de nutrientes que
são transportados entre os ecossistemas e dentro deles.
O ciclo hidrológico purifica a água: a evaporação e subsequente precipitação
atuam como um processo natural de destilação da água, removendo
impurezas dissolvidas na mesma.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Efeitos das atividades humanas no ciclo da água
Alteramos o ciclo da água de três maneiras:
Primeira: retirando grandes quantidades de água de córregos, lagos e fontes
subterrâneas.
Segunda: removemos a vegetação para dar lugar a agricultura, a mineração, a
construção de estradas e edificações (reduz infiltração, eleva risco de
enchente, de erosão e deslizamentos de terra).
Terceira: adicionamos a água nutrientes e outros poluentes.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
O ciclo do carbono
Carbono; componente básico dos carboidratos, lipídeos, proteínas, DNA e
outros compostos.
O ciclo do carbono baseia-se no gás carbônico (CO2) que compõem 0,038%
do volume da troposfera.
O CO2 é um componente chave do termostato da natureza.
Se o ciclo do carbono remove muito CO2 da atmosfera ela esfria.
Se o ciclo gera um excesso de CO2 ela esquenta
Pequenas mudanças nesse ciclo podem afetar o clima e consequentemente,
as formas de vida na terra.
Relação entre:
fotossíntese nos organismos produtores e,
Respiração aeróbica nos organismos produtores, consumidores e
decompositores.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Efeitos das atividades humanas no ciclo do carbono
Desde 1800 e especialmente desde 1950, interferimos no ciclo de duas formas
que acrescentam dióxido de carbono à atmosfera.
Primeira: removendo árvores e outras plantas que absorvem CO2 pela
fotossíntese antes que elas possam crescer novamente.
Segunda: adicionando grandes quantidades de CO2 por meio da queima de
combustíveis fósseis e madeira.
Aumento na concentração de CO2 e outros gases pode melhorar o efeito
estufa natural e aquecer a atmosfera inferior e a superfície terrestre.
Este aquecimento poderia destruir a produção mundial de alimentos e habitats
selvagens, alterar as temperaturas e os padrões de precipitação e elevar o
nível médio do mar.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
O ciclo do nitrogênio: bactérias em ação
O gás nitrogênio (N2) compõe 78% do volume da troposfera. Entretanto, nesta
forma é estável e não reage com outros elementos, não podendo ser absorvido
e utilizado diretamente por plantas ou animais multicelulares.
Descargas elétricas atmosféricas na forma de relâmpagos; algumas bactérias
nos sistemas aquáticos, no solo e nas raízes de plantas podem converter o N2
em compostos úteis como nutrientes para plantas e animais.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Na fixação do nitrogênio, bactérias especializadas presentes no solo e nos
ambientes aquáticos convertem (ou fixam) o nitrogênio gasoso N2 em amônia
(NH3) que pode ser utilizada pelas plantas.
A amônia não absorvida pelas plantas pode passar pela nitrificação:
Nitrosomonas: convertem amônia (NH3) em nitrito (NO2-) – tóxico para plantas.
Nitrobacter: convertem nitrito(NO2-) em nitrato (NO3-) – facilmente absorvido
pelas plantas.
Plantas e animais devolvem ao ambiente compostos orgânicos ricos em
nitrogênio em forma de resíduos, partículas eliminadas e corpos mortos
(Amonificação).
Pela desnitrificação, o nitrogênio deixa o solo a medida que bactérias
especializadas no solo alagadiço e nos sedimentos no fundo de lagos,
oceanos, pântanos e brejos convertem NH3 e NH4 em íons nitrito e nitrato e em
seguida em gás nitrogênio.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Efeitos das atividades humanas no ciclo do nitrogênio
 Primeiro: adicionamos grandes quantidades de óxido nítrico (NO) na
atmosfera pela queima de combustíveis fósseis. Esse gás pode ser
convertido em dióxido de nitrogênio (NO2) e em ácido nítrico (HNO3) e
retornar a superfície terrestre como chuva ácida.
 Segundo: adicionamos óxido nitroso (N2O) por ação de bactérias
anaeróbicas nos resíduos de criações e em fertilizantes. Este gás pode
esquentar a atmosfera e esgotar o ozônio.
 Terceiro: o nitrato (NO3-) pode lixiviar através dos solos e contaminar o
lençol freático.
 Quarto: ao destruirmos florestas, campos e áreas alagadiças liberamos na
atmosfera grandes quantidades de nitrogênio armazenado no solo e nas
plantas em forma de compostos gasosos.
 Quinto: adição de nitratos em excesso nos escoamentos agrícolas e com as
descargas dos sistemas de esgoto municipais.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
 Sexto: retiramos o nitrogênio da
camada superficial do solo ao
colher safras ricas em nitrogênio,
irrigar as plantações, queimar ou
remover a vegetação de campos e
florestas antes de efetuar o plantio
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Banhado do Taim RS.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Nabo forrageiro
Aveia preta
Coberturas do solo – adubação verde
Ervilhaca
Plantio convencional X Plantio direto
Melhoramento do campo nativo
Piqueteamento de pastagens
Resteva do trigo
Plantio direto na palha
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Ciclo do fósforo
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
 O fósforo circula pela água, pela crosta terrestre e por organismos vivos do
planeta. É lento e, em uma curta escala de tempo humana, a maior parte do
fósforo flui em uma direção, da terra para o oceano.
 O fósforo normalmente é encontrado na forma de sais de fosfato contendo
íons de fosfato (PO43-) em formações rochosas terrestres e nos sedimentos
do fundo dos oceanos.
 O fosfato pode se perder do ciclo por longos períodos de tempo, quando é
lavado da terra em direção a córregos e rios e é transportado para o
oceano.
 Processos geológicos de sublevação podem expor estes depósitos no
fundo do mar.
 Como a maioria dos solos contém pouco fosfato, ele é geralmente o fator
limitante do crescimento das plantas.
 O fósforo também limita o crescimento de produtores em córregos e lagos
de água doce, pois os sais de fosfato são apenas levemente solúveis em
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Efeitos das atividades humanas no ciclo do fósforo
Primeiro: extraímos grandes quantidades de rochas de fosfato para fabricar
detergentes e fertilizantes
Segundo: reduzimos o fosfato nos solos tropicais ao devastarmos as florestas.
Terceiro: destruímos ecossistemas aquáticos com fosfatos provenientes do
escoamento de resíduos animais e fertilizantes e descargas dos sistemas de
tratamento de esgoto.
Desde 1900 aumentamos 3,7 vezes as descargas de fósforo no meio
ambiente.
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
O ciclo do enxofre
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
O sulfeto de hidrogênio (H2S) é liberado pelos vulcões ativos e pela matéria
orgânica em pântanos alagados, brejos e planícies de marés
O dióxido de enxofre (SO2) também provém dos vulcões.
Partículas de sais de sulfato (SO42-) entram na atmosfera pelas ondas do mar,
tempestades de poeira e incêndios florestais.
Algumas algas marinhas produzem grandes quantidades de dimetil sulfeto
(CH3SCH3), (DMS). Na atmosfera o DMS é convertido em dióxido de enxofre.
Na atmosfera o dióxido de enxofre (SO2) de fontes naturais e atividades
humanas é convertido em trióxido de enxofre (SO3) e em gotículas de ácido
sulfúrico – chuva ácida
CICLAGEM DE MATERIAIS NOS ECOSSISTEMAS
Efeitos das atividades humanas no ciclo do enxofre.
Primeiro: queimamos carvão e petróleo, que contém enxofre, para produzir
energia.
Segundo: refinamos petróleo contendo enxofre para fabricar gasolina, óleo de
aquecimento e outros produtos úteis.
Terceiro: convertemos minérios de minerais metálicos contendo enxofre em
metais livres, como o cobre, o chumbo e o zinco, atividades que liberam
grandes quantidades de enxofre no meio ambiente.