Sucessão primária

Ecologia Aplicada
aula 6
Desenvolvimento
(sucessão ecológica) e
evolução nos ecossistemas
Desenvolvimento dos ecossistemas
ou Sucessão ecológica
• É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua
fase inicial até a obtenção da estabilidade e do
equilíbrio entre seus componentes.
• Envolve mudanças na composição das espécies
com o tempo, levando a uma maior diversidade.
Resulta da ação da comunidade sobre o meio
físico e de interações de competição e coexistência, que criam condições ao desenvolvimento de
novas espécies, culminando em uma estrutura
estável e equilibrada.
• As cadeias alimentares tornam-se mais longas,
tornam-se complexas redes alimentares e os
nichos tornam-se mais estreitos (organismos mais
especializados).
Sucessão Ecológica
Alterações graduais, ordenadas e progressivas no ecossistema resultante da ação contínua dos
fatores ambientais sobre os organismos e da reação destes últimos sobre o ambiente.
Sucessão ecológica II
• Quando não é interrompida por forças externas, a sucessão
é bastante direcional e previsível;
• À sequência de comunidades que substituem umas às
outras da-se o nome de série, e a essas comunidades
transitórias o nome de estágios.
• Comunidade pioneira, é a primeira comunidade que
se instala num ecossistema (espaço) aberto;
• Comunidade clímax, é a última comunidade da
sucessão;
• Sucessão primária, quando a sucessão se inicia num
ambiente que nunca foi habitado, e secundária, acontece
numa área que anteriormente era povoada. (abertura de
uma clareira na mata). Esta leva a formação de um
disclímax, diferente do clímax que existia anteriormente.
Exemplo hipotético de uma sucessão primária
Substrato: depressão em superfície rochosa preenchida pela água da chuva
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Sucessão Primária
(Continuação)
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Tipos de sucessão
• Sucessão autogênica: se as mudanças
sucessionais são determinadas por fatores
internos; e alogênica, determinada por fatores
externos (p.ex, entrada de esgoto num lago ou rio);
• Geralmente no início da sucessão P (produção
bruta) é muito maior (autogênica) R (respiração
da comunidade) , então P/R é maior que 1, e
prossegue até P=R. Num tanque de esgoto P/R é
menor que 1(heterotrófica) porque bactérias e
outros organismos heterotróficos são os primeiros
a colonizarem;
Exemplos de Sucessão vegetal
• Sucessão primária numa área de Dunas reçémformada
As gramíneas constituem a comunidade pioneira em superfícies inóspitas, como a areia
de dunas, visto que os seus caules rasteiros e raízes profundas possibilitam a colonização
deste tipo de substrato. Espécies como Ammophila arenaria permitem a deposição
gradual de partículas de areia transportadas pelo vento, junto à raiz, e caules aéreos, o
que conduz à modificação do habitat. Estudos recentes demonstraram que a substituição
de espécies como Ammophila arenaria não se deve apenas à alteração das condições
abióticas, facilitadoras da instalação de outras espécies competidoras, mas também a
diferenças na sensibilidade dos primeiros colonizadores a nemátoides e fungos do solo
que lhes degradam o sistema radicular.
A consolidação e enriquecimento do solo permitem a invasão de outras espécies, como o
pinheiro (Pinus pinaster), que consegue colonizar o substrato arenoso da duna
estabilizada. Este, posteriormente, pode ser substituído em zonas elevadas ou expostas
por Carvalhos (Quercus sp.). Estas espécies são referidas apenas a título de exemplo,
uma vez que várias sequências de colonização são possíveis, dependendo do acaso e das
circunstâncias locais.
Sucessão secundária após incêndio
Nas regiões mediterrâneas algumas plantas têm mecanismos de
dispersão e germinação estimulados pelo fogo de superfície.
Este alastra rapidamente e não provoca grande subida de
temperatura, ao nível das plantas e do solo, uma vez que é
alimentado por combustíveis que se convertem rapidamente em
cinzas.
Após o fogo, a cobertura vegetal será formada essencialmente
por rebentos jovens de espécies que, libertas da competição das
árvores dominantes e estimulados pelas reservas dos órgãos
subterrâneos resistentes ao fogo, formam matagais densos.
Estão nesta situação espécies de urze (Erica sp.), que possuem
rebentamento por toiça, e de esteva (Cistus sp), que produzem
sementes cuja germinação é ativada pelo calor. Tal como na
generalidade das sucessões, ao longo do tempo aumentam os
recursos existentes no solo e diminui a luz disponível à sua
superfície - um dos recursos limitantes para as espécies até
então estabelecidas. Podem assim invadir o local espécies
arbóreas, como os Carvalhos (ex. azinheiras ou sobreiros), que
numa fase inicial podem coexistir com os matos, mas que
posteriormente acabam por substituí-los e dominar a paisagem.
Sucessão cíclica numa ilha com vulcões
não-extintos
O solo nu é colonizado por líquens, que
formam a comunidade pioneira, de
crescimento lento, e que interage com os
fatores abióticos, modificando o habitat. À
medida que são estabelecidas fraturas no
substrato rochoso, causadas pelos
organismos e pelos fatores ambientais, este
poderá ser invadido por organismos “mais
exigentes”. Nestas fendas forma-se solo de
espessura favorável à instalação de fetos e
arbustos, que no final deste processo
poderão dar lugar a uma comunidade
florestal. Uma nova erupção pode
interromper este processo a qualquer
momento e deixar o solo novamente nu.
Comunidade Clímax
• É a comunidade que expressa o máximo de
desenvolvimento possível do ecossistema sob as condições
do local em que a sucessão ocorreu.
• Em ecossistemas maduros P=R, portanto a
produtividade líquida diminuí. Os ciclos de
nutrientes como N, P, e cálcio, se fecham,
aumentando a independência do ecossistema do
meio externo. Desenvolvimento de relações
interespecíficas , mutualismo. Os organismos
aumentam de tamanho, e seus ciclos de vida ficam
mais longos.
Diversidade de espécies
• Espécie dominante (representada por grandes números
de indivíduos, uma grande biomassa, ou outras indicações
de “importância”)
• Riqueza: ou densidade de espécies, baseada no N.
total de espécies presentes (espécies/N.de indivíduos);
• Uniformidade ou eqüitabilidade: se baseia na
abundância relativa de espécies e no grau da sua
dominância ou falta desta;
• De modo geral, a diversidade aumenta com o tamanho da
área, a medida que se caminha em direção ao Equador.
Tende a ser reduzida em comunidades que sofrem
estresse, porém também pode ser reduzida pela
competição em comunidades antigas e ambientes físicos
estáveis.
Tendências esperadas no ecossistema ao longo da sucessão
(primária) (Odum 1971; Margalef 1968)
Atributos do ecossistema
Em desenvolvimento
Maduro
Condições ambientais
Variável e imprevisível
Constante ou previsível
Tamanho do indivíduo
pequeno
grande
Mecanismos de determinação de
tamanho populacional
abióticos
Bióticos, dependentes da
densidade
Ciclo de vida
Curto/simples
Longo/complexo
Crescimento
Rápido/alta mortalidade
Lento/> capacidade de
sobrevivância competitiva
Produção
Quantidade
Qualidade
Flutuações
+ pronunciadas
- pronunciadas
Estratificação (heterogeneidade
espacial)
pouca
muita
Diversidade de espécies (riqueza)
baixa
alta
Diversidade bioquímica
baixa
alta
Matéria orgânica total
pouca
muita
Populações
Estrutura da Comunidade
Tendências esperadas no ecossistema ao longo da sucessão
(primária) continuação....
Atributos do ecossistema
Em desenvolvimento
Maduro
PPB/R
>1
=1
PPB/B
alta
baixa
PPL
alta
baixa
Cadeia alimentar
Linear (simples)
Em rede (complexa)
Ciclo de minerais
aberto
fechado
Nutrientes inorgânicos
Extrabióticos
Intrabióticos
Troca de nutrientes entre organismos e
ambiente
rápida
lenta
Papel dos detritos na regeneração de
nutrientes
Não importante
importante
Produção potencial
alta
baixa
Capacidade de resistir à exploração
grande
pequena
Energética da comunidade
Nutrientes
Possibilidade de Exploração pelo
homem
O que afeta a biodiversidade ?
• Poluição (física, química): A poluição, o uso
excessivo dos recursos naturais, a expansão da fronteira
agrícola em detrimento dos habitats naturais, a expansão
urbana e industrial, tudo isso está levando muitas espécies
vegetais e animais à extinção. A cada ano,
aproximadamente 17 milhões de hectares de floresta
tropical são desmatados. As estimativas sugerem que, se
isso continuar, entre 5% e 10% das espécies que habitam as
florestas tropicais poderão estar extintas dentro dos
próximos 30 anos
• Introdução de novas espécies (poluição biológica):Um
caso bem conhecido é o da importação do sapo cururu pelo governo da
Austrália, com objetivo de controlar uma peste nas plantações de canade-açúcar no nordeste do país. O animal revelou-se um predador voraz
dos répteis e anfíbios da região, tornando-se um problema a mais para
os produtores, e não uma solução.
Principais causas da perda da
biodiversidade
• Perda e fragmentação dos hábitats através de sua
conversão direta em lavouras ou em construções;
• Introdução de espécies exóticas e invasoras;
• Exploração excessiva de espécies de plantas e
animais;
• Uso de híbridos e monoculturas na agroindústria e
nos programas de reflorestamento;
• Contaminação do solo, água e atmosfera por
poluentes;
• Mudanças climáticas. Sendo que as inter-relações das causas de
perda de biodiversidade com a mudança do clima e o funcionamento dos
ecossistemas agora começaram a ser comprovadas.
Introdução de espécies
( “ dingo” que predaram os Koalas, Kangoroos, na Austrália)
Alterações nos ecossistemas terrestres
• Desmatamento (transformação em lavoura
ou pasto- aumento da fronteira agrícola)
• Queimadas (após colheita de cana, p.ex.),
altera a composição do solo,
microrganismos, etc.
• Caça de animais silvestres, alteração das
cadeias alimentares
Alterações nos ecossistemas terrestres
Poluição
• Poluição é uma alteração indesejável das
características físicas, químicas ou biológicas da
atmosfera, litosfera, ou hidrosfera que cause ou
possa causar prejuizo à saúde, à sobrevivência ou
às atividades dos seres humanos e outras espécies
ou ainda deteriorar materiais.
• Alterações indesejáveis provocadas pelas
atividades e intervenções humanas.
• Erupção vulcânica é uma fonte poluidora, mas é
um fenômeno natural.
• Fontes poluidoras locais e difusas (mais dificil
de conter e agir sobre elas, interestaduais,
internacionais).
Exemplos (Odum, 1986)
Diversidade H
4
indivíduos
1000
Não-poluído
Entrada de poluentes
3
100
Mod. poluído
10
1
1
poluído
10 20 30 40
espécies
2
50
Perfis do componente dominância da
Diversidade para 3 riachos paralelos
(Atlanta, EUA).
0 10 20 30 40 50
Distância abaixo da entrada
de poluentes/ milhas
Mudanças no índice de diversidade
do bentos (organismos que vivem no
fundo), a jusante de uma entrada de
poluição
Poluição das águas
Lançamento de esgotos industriais e domésticos
Direto no corpo d´água receptor
Causas e Consequências da Eutrofização
Consequências da eutrofização
Aumento do fitoplancton e de macrófitas aquáticas
Diminuição da penetração da luz e do processo de aeração superficial
Morte de oeganismos sensíveis à redução da conc. de O2 (peixes)
Aumento da degradação da M.O pelas bactérias aeróbias (DBO)
Condições anaeróbias no hipolímnio
Predomínio de bactérias anaeróbias e facultativas no fundo do lago
(produção de H2S e CH4), tóxicos para peixes e plantas.