Ecossistemas - hidro.ufcg.edu.br

Ciências do Ambiente
Profa Márcia Maria Rios Ribeiro
Estagiário-docente (Programa de Pós-Graduação em Eng. Civil
e Ambiental)
Danniel Cláudio de Araújo
UFCG - Unidade Acadêmica de Engenharia Civil -2010.1
Campina Grande-PB
ECOSSISTEMAS
Espécie
Um conjunto de seres vivos que interagem entre si e com o
meio natural de forma equilibrada, por meio da reciclagem de
matéria e do uso eficiente de energia solar.
Unidade funcional básica, composta de uma biocenose( seres
População
vivos) e um biótipo (ambiente).
FATORES BIOLÓGICOS
FATORES FÍSICOS
Comunidade
Ecossistema
ECOSSISTEMAS
 Exemplos de ecossistemas:
• Uma planta constitui um ecossistema
• O oceano é um ecossistema
• Um aquário é um ecossistema
• Uma floresta é um ecossistema
• Um reservatório hídrico, exemplifica um ecossistema
ECOSSISTEMAS
Elementos que compõem um ecossistema:
•
Elementos bióticos - Os seres vivos
• Produtores – autrótrofos
• Consumidores primários – herbívoros
• Consumidores secundários – carnívoros
• Consumidores mistos – onívoros
• Decompositores – heterotróficos
• (Bactérias e protozoários, que se alimentam de materiais
residuais)
•
Elementos abióticos - Matéria inorgânica ou sem vida (como água, ar,
solo)
Ecossistema aquático
FLORA
FAUNA
PRODUTORES
Composto pelas plantas da margem e do fundo da
lagoa e por algas microscópicas, as quais são as
maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente
aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas
algas microscópicas chamamos fitoplâncton.
CONSUMIDORES
PRIMÁRIOS
Composto por pequenos animais flutuantes
(chamados Zooplâncton), caramujos e peixes
herbívoros, todos se alimentado diretamente dos
vegetais.
CONSUMIDORES
SECUNDÁRIOS
São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou
seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc.,
CONSUMIDORES
TERCIÁRIOS
As aves aquáticas são o principal componente desta
categoria, alimentando-se dos consumidores
secundários.
Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a
DECOMPOSITORES flora, alimentando-se no entanto dos restos destes,
e sendo composta por fungos e bactérias.
Ecossistema Terrestre
FLORA
Produtores
Formado por todos os componentes fotossintetizantes, os
quais produzem seu próprio alimento (autótrofos) tais
como gramíneas, ervas rasteiras, liquens, arbustos,
trepadeiras e árvores;
FAUNA
Consumidores
primários
São todos os herbívoros, que no caso dos ecossistemas
terrestres tratam-se de insetos, roedores, aves e
ruminantes;
Consumidores
Secundários
Alimentam-se diretamente dos consumidores primários
(herbívoros). São formados principalmente por carnívoros
de pequeno porte;
Consumidores
terciários
Tratam-se de consumidores de porte maior que alimentam-se
dos consumidores secundários;
Decompositores
Aqui também como no caso dos ecossistemas aquáticos, esta
categoria não pertence nem a fauna e nem a flora e sendo
composta por fungos e bactérias.
PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA
Suas características
TODOS OS ECOSSISTEMAS SÃO INTERLIGADOS
(BIOSFERA) - CONTINUIDADE
PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA
Suas características
OS ECOSSITEMAS SÃO ABERTOS E SE MANTÊM ATRAVÉS DO
FLUXO DE ENERGIA SOLAR – SISTEMA ABERTO
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA (OU LEI DA CONSERVAÇÃO DA
ENERGIA)
“A energia pode se transformar de uma forma em outra, mas não pode
ser criada ou destruída”
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
“Todo o processo de transformação de energia dá-se a partir de uma
maneira mais nobre para uma menos nobre, ou de menor qualidade”
PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA
Suas características
OS ECOSSISTEMAS RESISTEM AS MUDANÇAS, OU SEJA, SÃO
AUTO-REGULADORES – HOMEOSTASE
• Hipótese de Gaia (a terra seria uma
organismo vivo)
• Toda a massa de matéria viva da Terra
funciona como um vasto organismo que
ativamente modifica o seu planeta para
produzir o ambiente que melhor serve as
suas necessidades.
PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA
ADAPTAÇÃO ENTRE AS ESPÉCIES E O MEIO AMBIENTE – SUCESSÃO
ECOLÓGICA
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
•
Em um ecossistema, cada espécie possui seu Habitat e seu
Nicho Ecológico
–
Habitat – local ocupado pela espécie, com todas as suas características
abióticas. É o endereço de uma espécie.
–
Nicho Ecológico – é a função da espécie dentro do conjunto de
ecossistema e suas relações com as demais espécies e com o ambiente.
Seria a profissão da espécie:
•
Fontes de energia, taxas de crescimento e metabolismo, seus efeitos sobre outros
organismos e sua capacidade de modificar o meio em que vive
•
Num ecossistema equilibrado, cada espécie possui um nicho diferente do de outras
espécies, caso contrário haverá competição entre espécies que possuem o mesmo
nicho
•
Equivalentes Ecológicos – são espécies que ocupam nichos semelhantes, em
regiões distintas
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
CADEIA ALIMENTAR – arranjo produtor-consumidor.
Podem ser divididas em dois tipos:
Dentro da cadeia
alimentar ocorre a
transferência de energia
e nutrientes que segue
a seguinte ordem:
produtores (plantas),
consumidores (animais
herbívoros e carnívoros)
e decompositores
(fungos e bactérias).
• As que começam pelos vegetais vivos e passam pelos herbívoros e
carnívoros
• E as que se iniciam pelos detritos vegetais e animais e passam pelos
detritívoros
Capim  gafanhotos  pássaros  raposas (Cadeia de Predadores)
Trigo  pulgão  protozoários (Cadeia de Parasitas)
Folhas  fungos  vermes (Cadeia de Decomposição)
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Cadeia alimentar
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Teia alimentar
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Teia ou cadeia alimentar?
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Pirâmides ecológicas
• NÚMEROS
BIOMASSA
Na pirâmide de biomassa é indicada, em cada nível trófico, a
biomassa dos organismos correspondentes. A pirâmide de
biomassa é melhor que a de números por indicar, para cada nível
trófico, a quantidade de matéria viva presente.
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Pirâmides ecológicas
• ENERGIA
Carnívoros 2
Ou onívoros
Carnívoros 1
Herbívoros
Produtores
Quarto NT
Terceiro NT
Segundo NT
Primeiro NT
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Fluxo de energia e ciclo da matéria no ecossistema
Energia Radiante
Cadeia de Pastagem
Produtores
primários
nutrientes
E
consumidores
primários
(herbívoros)
E
Consumidores
Terciários
(carnívoros)
Decompositores
E
E
Carnívoros
Detritos
E
Consumidores
primários
(detritívoros)
Cadeia de Detrito
E
Consumidores
secundários
(carnívoros)
E
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Produtividade dos ecossistemas
• Matéria
produzida,
orgânica
ou
energia
fixada pelos produtores
• Transferência
para
os
consumidores ao longo das
seqüências alimentares
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Produtividade dos ecossistemas
• TRANSFERÊNCIA PARA OS CONSUMIDORES AO LONGO DAS
SEQÜÊNCIAS ALIMENTARES:
•
UNIDADES DE MASSA
•
UNIDADES DE ENERGIA – Calorias Incorporadas em Cada Nível Trófico
Produção Primária (PP) – produtor
Produção Secundária (PS) – consumidor 1
Produção Terciária (PT) – consumidor 2 ...
Organização de um Ecossistema
Produtividade dos ecossistemas
• A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada
à biomassa e parte é dissipada como calor
PRODUTIVIDADE
• Produtividade Primária Bruta (PPB) de um Ecossistema: é a
quantidade de material produzido pela fotossíntese, num
período fixo de tempo
• Produtividade Primária Líquida (PPL): é a parte da energia dos
produtores utilizável como alimento para os consumidores. Pois
a outra parte é utilizada pelos produtores em suas funções vitais
• PP Varia com:
–
–
–
–
PPB = PPL + R
Estação do ano
Idade do indivíduo
Clima (PPL é superior em climas tropicais)
Disponibilidade de água, sais minerais e intensidade luminosa
PRODUTIVIDADE - LEI DE ELTON
Cada nível trófico incorpora apenas 10% da energia do
nível precedente
Quanto maior o nível trófico do organismo  menor
a quantidade de energia disponível
10%
Produtores
9000
1000
Consumidores
primários
900
10%
100
Consumidores
secundários
90
10%
10
Consumidores
terciários
9
PRODUTIVIDADE
• Estágio de sucessão ecológica
PB/R – Relação entre Comunidade Clímax ou Sucessão Ecológica
PB/R = 1,0 (Ecossistema Maduro) – toda produção primária líquida de um certo
intervalo de tempo é consumida pela fauna em intervalo de tempo igual (PL = 0)
PB/R > 1,0 (Ecossistema Sucessional) – apenas parte da produção primária
líquida é consumida, ou seja, fica saldo de energia para manter novos
consumidores (PL > 0)
Diferenças entre o ecossistema sucessional e maduro
Características
Ecossistema sucessional
Ecossistema maduro
Diversidade biológica
Baixa
Alta
Biomassa total
Pequena
Grande
Número de relações
Pequeno
Grande
Teia alimentar
Simples
Complexa
Relação produção/consumo
Maior que 1
Menor que 1
Estabilidade
Instável
Estável
Resistência aos distúrbios externos
Baixa
Alta
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
Alterações na cadeia alimentar
Bloqueio da cadeia alimentar
• Destruição de um dos elos da cadeia;
• Introdução de organismo estranho à cadeia;
• Exemplos:
• O Eucalipto e a Caturrita
• Eichhornia crassipes, um aguapé brasileiro conquista o mundo
• Anopheles gambiae, um mosquito africano já expulso do país
• Austrália, ex-paraíso dos coelhos (Oryctolagus cunniculus)
ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA
ALTERAÇÕES NA CADEIA ALIMENTAR
BIOMAGNIFICAÇÃO
• Alterações provocadas pela ação de poluentes químicos
• Os últimos níveis tróficos, são os mais prejudicados
Mergulhão (2500)
Peixes carnívoros (22 a 221)
Inseticida
transferido
por via
alimentar
Peixes planctófagos (7 a 9)
Zooplâncton (3,0)
Fitoplâncton (0,5)
Água (0,014)
Pirâmide de biomassa do Lago Clear, na Califórnia (concentração em ppm)
Charbonneau, J. P. et al, 1979
Desorganização de Um Ecossistema
VAMOS EXERCITAR?
Há algo importante que deve ser observado em nossa aula. Notemos
que há uma dependência muito grande entre os seres de uma cadeia
alimentar. O que ocorreria, então, se modificássemos a cadeia em
determinado ponto? Tomemos uma cadeia simples como exemplo:
Vegetais  camundongos  Serpentes  Águia
2ª cadeia:
Gafanhotos  Aves  Serpentes  Águia

1ª cadeia:
VAMOS EXERCITAR?
Vegetais  camundongos  Serpentes  Águia
2ª cadeia:
Gafanhotos  Aves  Serpentes  Águia

1ª cadeia:
1) Analisemos a primeira cadeia: se o número de serpentes tiver uma significativa
diminuição, o número de águias também irá diminuir, pois ficará sem alimento; em
contrapartida, o número de camundongos aumentará, pois não terá serpentes
suficientes para manter um número equilibrado de camundongos. tendo como
última conseqüência uma diminuição da vegetação.
Analise você, a segunda cadeia e trace as conseqüências obtidas com a
diminuição do número de serpentes
VAMOS EXERCITAR?
2) Temos, entretanto, o costume de imaginar esses fenômenos
ocorrendo em um campo, em uma fazenda, em fim em um local
distante de nós. Mas... nós participamos de uma cadeia alimentar??
E os animais que vivem conosco, também participam??
Disserte sobre a sua relação na cadeia alimentar em que vive. Faça
um desenho/esquema para exemplificar.