da Segunda Parte deste Livro

CURSO DE ECOSSISTEMAS E POLÍTICAS PÚBLICAS
PARTE II. TIPOS DE ECOSSISTEMAS
A Parte II introduz os principais tipos de ecossistemas. Onde quer que haja condições
similares, desenvolvem-se ecossistemas similares. Um recife de coral no Oceano Índico é
semelhante a um no Oceano Pacífico, pode-se encontrar os mesmos tipos de plantas e
animais ainda que não exatamente as mesmas espécies. O deserto da Argentina é parecido a
desertos em regiões da mesma zona climática nos Estados Unidos. Um tipo de ecossistema
encontrado em climas similares por todo mundo chama-se bioma. A Parte II descreve os
aspectos gerais dos principais biomas.
A Figura II.1 tem um diagrama simplificado dos principais biomas terrestres; nele é
mostrado onde se situam em cada continente. No segundo diagrama, encontram-se as
principais zonas climáticas da Terra. Onde existem climas semelhantes, os ecossistemas são
semelhantes. A zona climática determina o bioma existente. Conhecer os principais
cinturões climáticos facilita o conhecimento dos biomas. A latitude (distância do Equador)
e as posições leste-oeste do continente são fatores importantes que afetam a temperatura e a
pluviosidade.
Sempre há variações nas condições locais dentro de um bioma. Por exemplo, dentro da
floresta setentrional de coníferas, existe uma área baixa que se enche de água e se converte
em um pântano. Essa área se revela um pouco diferente da floresta que a circunda.
Diferentes rochas geológicas afetam a formação do solo, causando diferenças locais. Os
biomas se misturam em suas fronteiras, normalmente há um gradiente a medida em que se
muda de um bioma a outro.
Em alguns lugares da Terra, pode-se encontrar diferentes biomas, uns perto dos outros. As
montanhas elevadas são um bom exemplo, já que diferentes altitudes são caracterizadas
por temperaturas e regimes pluviométricos próprios. Ao subir uma montanha é possível
observar algumas mudanças climáticas, como percorrer centenas de milhas em direção aos
pólos. Portanto, em uma montanha, se encontram biomas de regiões frias a poucas milhas
de biomas de regiões quentes de baixa altitude. Em certos lugares da Cordilheira Andina ou
das Montanhas Rochosas, simplesmente escalando pode-se ir do deserto ao bosque de
coníferas, à tundra, condições polares, etc.
A medida que se proceda a descrição de vários biomas, consulte a Figura II.1 para
familiarizar-se com sua localização no hemisfério setentrional.
Quando se desenvolve um novo ecossistema sobre um solo aberto, ou em um novo
estanque (lagoa), as espécies transladam-se e são substituídas por outras. Usualmente os
ecossistemas são simples, ao princípio, mas vão tornando-se cada vez mais complexos a
medida que se incluem outros organismos. As etapas neste desenvolvimento são chamadas
sucessão. Durante a sucessão normalmente existe um crescimento na biomassa total,
crescimento do armazenamento de nutrientes, e um aumento na diversidade das espécies
participantes.
1
Figura II.1 a) Distribuição típica de biomas em um continente virtual. 1. Gelo Polar; 2. Tundra; 3.
Bosque temperado pluvial; 4. Taiga; 5. Bosque de Chaparral; 6. Pradarias; 7. Deserto; 8. Bosque
estacional; 9. Bosque subtropical perene. 10. Savana; 11. Selva tropical estacional; 12. Selva
tropical pluvial. b) Zonas de ventos e precipitação pluvial em um hemisfério. 13. Alta pressão polar
e ar descendente com algo de neve; 14. Ventos polares do leste; 15. Zona de frente polar e
tormentos ciclônicos passando de leste a oeste, com chuva pesada e neve; 16. Ventos do oeste;
17. Alta pressão subtropical e ar descendente com algo de chuva; 18. ventos ascendentes do
leste; 19. Zona de convergência intertropical, chuvas do cinturão equatorial.
Depois de algum tempo, o contínuo crescimento se detém. Se as condições climáticas
mudam levemente, o ecossistema pode variar muito pouco e tende a reproduzir-se por si
mesmo: os organismos que morrem são substituídos por outros do mesmo tipo. O
ecossistema está, então, em um estado de equilíbrio, e essa etapa se denomina clímax. As
características do ecossistema maduro são a diversidade, um rico ciclo de nutrientes, grande
armazenamento de matéria orgânica, e uma complexa rede de plantas e animais capazes de
sobreviver usando luz solar e outros recursos.
Em muitas áreas florestais, em terrenos limpos abandonados, primeiro crescem ervas
silvestres, logo árvores coníferas e finalmente árvores robustas formando um bosque (que
evitam incêndios). Em várias terras úmidas recém devastadas, primeiro crescem plantas
silvestres, logo arbustos, e eventualmente chegam ao clímax com árvores típicas dessas
zonas. Os animais exercem controles importantes no processo de sucessão, tanto em
disponibilidade de sementes como de diversidade.
Durante a sucessão inicial, as plantas crescem e se produz muito mais matéria orgânica do
que se consome. Depois, no clímax, há mais consumidores, e grande parte do que é
produzido é consumido no mesmo ano.
Cada bioma tem etapas características de sucessão e modelos característicos de clímax.
Exemplos e mais discussões sobre sucessão e clímax serão abordados com maior detalhe no
Capítulo 15.
O clímax de um ecossistema não é permanente, porque existem ciclos climáticos que
causam mudanças no bioma. Por exemplo, quando períodos glaciais aparecem e
2
desaparecem, as zonas climáticas que controlam o ecossistema também aparecem e
desaparecem. Além disso, existem ciclos de renovações causados pelas oscilações na
atividade de vida de organismos dentro do ecossistema. Por exemplo, os pastos constituem
um depósito de vegetação que é consumido por manadas de ruminantes de vida livre, ou
pelo fogo. Cada bioma possui diferentes modelos de oscilações. Veja os modelos de
oscilação do Capítulo 9. Depois que o clímax é perturbado por um fator externo ou interno,
a sucessão opera novamente.
As águas azuis de mar aberto, os campos de algas e os pântanos de água salgada são
exemplos de ecossistemas similares no oceano, que se desenvolveram a partir de condições
semelhantes. Onde o uso humano da natureza é parecido, desenvolveram-se ecossistemas
similares de controle humano, como são as plantações florestais e sistemas agrícolas,
algumas vezes denominados agro-ecossistemas. Este tipo de ecossistema também está
incluído na Parte II.
Figura II.2 Relação de biomas com avaliação à temperatura e precipitação. Fonte: "Ecoscience:
Population, Resources, Enviroment.", Paul R. Ehrlich, and John P. Holden, W. H. Freeman, New
York, 1977.
3
CAPÍTULO 10. O OCEANO
OBJETIVOS:
1. Distinguir entre ecossistemas: oceânico, de plataforma continental, de recifes de coral, de
algas marinhas, costa rochosa, praia e duna;
2. Discutir a importância do plâncton no ecossistema marinho;
3. Em um mapa oceânico, verificar os efeitos da força Coriolis em direção das correntes
marítimas;
4. Desenhar um modelo de ecossistema marinho, usando símbolos de energia;
5. Explicar a diversidade em um recife de coral;
6. Fazer uma lista dos componentes da linha de arrasto;
7. Explicar o processo de sucessão em um ecossistema de dunas.
Setenta e um por cento da superfície terrestre está coberta por mares e oceanos. O oceano é
importante para o mundo, pois cria chuvas, mantém temperaturas adequadas para a vida e
sustenta a pesca.
Figura 10.1 Zonas Oceânicas.
As Figuras 10.1 e 10.2 mostram zonas oceânicas. Cada zona tem um ecossistema com
organismos especialmente adaptados para sua sobrevivência no meio. Na Figura 10.1,
começando na costa à esquerda, se encontram: dunas, praia, plataforma continental, um
recife de coral e a zona oceânica.
4
Figura 10.2 Relação dos relevos oceânicos.
10.1 ECOSSISTEMA OCEÂNICO:
A água da zona oceânica ou mar aberto rodeia continentes mais além das plataformas
continentais, onde o fundo do mar cai drasticamente. Devido a pureza das águas profundas
(com respeito a partículas, limo e matéria orgânica), a luz penetra profundamente. As
plantas podem fotossintetizar até a 100 m de profundidade. Somente alguma luz azul se
dispersa novamente à superfície, é por isso que a água parece azul escura; dos satélites os
oceanos azuis parecem quase negros.
As correntes de água no oceano são principalmente dirigidas pelos ventos predominantes
que incidem na água. Os fluxos de ventos são mostrados na Figura II.1b. As correntes
marítimas dirigidas por esses ventos vão em grandes círculos como mostra a Figura 10.3. A
corrente do lado oeste do oceano é muito forte. Um exemplo na Flórida é a corrente do
golfo, que chega a velocidades de 2 a 20 km por hora para o norte.
5
Figura 10.3 Correntes marinhas.
Em profundidades maiores existe uma contra-corrente com as águas do fundo que voltam
para o equador. Essas águas são muito frias, com temperatura perto do ponto de
congelamento da água marinha (quase 2*C mais frio que o ponto de congelamento da água
doce).
As águas mais profundas do ecossistema oceânico são ricas em nutrientes provenientes da
decomposição, no passado, de matéria orgânica. Essa matéria foi levada ao fundo do mar
por migração animal e por movimento das águas profundas. Esse movimento é chamado
correntes de ressurgência. O plâncton (organismos suspendidos na água) se move junto a
estas correntes.
Apesar de que a vida na área oceânica seja dispersa, também é diversa e interessante. Ela
tem muitos tipos de minúsculos fitoplânctons. O zooplâncton se move perto da superfície
durante a noite, quando não é tão visível para os carnívoros, e mais profundamente durante
o dia. Muitos animais maiores, incluindo peixes, também se movem desde a superfície ao
fundo (até 800 metros) em seu ciclo diário; são auxiliados por grandes e turbulentos
remoinhos gerados pelas correntes, ventos, ondas e marés.
Esses organismos refletem o sonar (ondas sonoras), que as embarcações usam para
visualizar o fundo do mar, parecendo um falso fundo marinho que sobe na noite e desce de
dia. Observe a camada de dispersão na Figura 10.4.
Figura 10.4 Migração diária da camada de organismos.
Os alimentos convergem através da cadeia alimentar em peixes que nadam rápido, como o
atum. A enorme variedade de animais marinhos (como o marlim e o peixe espada) são
importantes atrações para turistas.
O sistema oceânico tem algas do tipo sargaço-marrom que forma colunas paralelas em
direção ao vento. Ondas dirigidas pelo vento causam redemoinhos que movem o sargaço
flutuante por essas linhas, onde as águas superficiais convergem e giram para voltar por
outro caminho. Muitos dos animais que flutuam nesse ecossistema são azuis- brilhante,
como a medusa "caravela portuguesa".
A Figura 10.5 é um diagrama de um ecossistema marinho. A organização do ecossistema
tem a mesma forma básica de outros sistemas; tem fontes externas, produtores e
6
consumidores. Como seja, no sistema oceânico, a turbulência é de especial importância,
pois causa as misturas verticais e horizontais de nutrientes e gases. A turbulência é água
com muitos redemoinhos circulares e correntes que mudam de direção constantemente.
Ventos e diferenças de pressão da água mantém a água em constante movimento. Essas
energias se mostram no diagrama de sistema, como redemoinhos turbulentos e correntes de
ressurgência.
Figura 10.5 Diagrama de um ecossistema marinho mostrando fluxos de energia dentro e fora da
água profunda.
O diagrama mostra o fluxo da turbulência em direção ao fitoplâncton e zooplâncton. A
turbulência mantém o plâncton em movimento, ajudando a prover suas necessidades e
levando à superfície aqueles que estão no fundo do mar. O fitoplâncton é o produtor no
ecossistema marinho (diatomáceas, dinoflagelados e outras algas microscópicas). O
zooplâncton está composto por animais em suspensão, que em sua maior parte se alimenta
do fitoplâncton. Nestes incluem-se muitos tipos de organismos, desde protozoários
microscópicos até medusas.
O diagrama do ecossistema marinho também ilustra como funciona a circulação para
prover nutrientes, os materiais perdidos da rede alimentar marinha se dirigem às águas
profundas antes de sua decomposição. Decomposições subsequentes liberam os nutrientes
da matéria orgânica. A água marinha de ressurgência devolve esses nutrientes perdidos à
7
superfície onde estimulam o crescimento do fitoplâncton, e depois daí, toda a cadeia
alimentar. As áreas de ressurgência criam ricas zonas pesqueiras. Observe a Figura 10.6.
Figura 10.6 Correntes, costa continental, e áreas de ressurgência importantes para a pesca. Mapa
de: Espensade, E.B., ed., 1950, Goode's School Atlas. Rand McNally, NY. Resumo de correntes
oceânicas, ressurgências e costas continentais de: Scientific American, 1971, Oceanography, W. H
. Freeman, San Francisco.
As baleias dependem de cardumes de pequenos camarões chamados "krill" para se
alimentarem (Figura 10.7). Vivendo de fitoplâncton em águas férteis, o "krill" se
desenvolve em enormes quantidades. Especialmente em águas árticas e antárticas, fortes
correntes concentram fitoplâncton para alimentar o krill. Normalmente, a energia que passa
através da cadeia alimentar necessitaria de vários passos intermediários para passar de
organismos tão pequenos como o fitoplâncton a organismos tão grandes como as baleias,
mas fortes correntes fazem que menos passos sejam necessários. Devido aos muitos anos de
caça indiscriminada, é possível que haja apenas um décimo da população original de
baleias hoje em dia; e algumas espécies estão correndo perigo de extinção. Tratados
internacionais reduziram a caça à baleias, e algumas populações estão restabelecendo-se.
Aparentemente, outros peixes, aves marinhas e gaivotas comem o krill que não é
aproveitado.
8
Figura 10.7 Rede alimentar de baleia e atum, mostrando o importante papel das correntes. Onde e
como as pessoas se enquadram neste sistema?
10.2 ECOSSISTEMA DE PLATAFORMA CONTINENTAL.
O ecossistema de plataforma continental não é tão profundo como o sistema das águas
azuis, já que desde a praia o declive é de até 200 metros; assim, as águas costeiras se
encontram mais influenciadas pelos ventos quentes e frios da terra; os sedimentos e
nutrientes são arrastados pelo movimento das águas na praia. Os animais das zonas
profundas são substituídos pelos muitos tipos de animais que vivem no fundo arenoso, e
sobre este. A água da costa continental é mais turva e por isso parece mais verde, nela o
fitoplâncton realiza mais processos fotossintéticos.
A plataforma continental também tem correntes circulares, estas são em parte originadas
pelos rios. Assim que os rios entram no mar, suas águas viram para a direita devido a que a
Terra está rodando em direção contrária (observando-se que neste caso a direção é contrária
porque os rios deságuam no Oceano Pacífico; caso os rios deságüem no Oceano Atlântico,
a direção é a mesma). Esse giro para a direita é chamado força de Coriolis. No hemisfério
sul, a força de Coriolis gira para a esquerda.
As populações de plâncton e larvas de importantes espécies (como camarões, caranguejos e
peixes) podem permanecer na mesma área, movendo-se junto com as águas costeiras em
padrões circulares.
9
Muitas das espécies costeiras, quando estão prontas para procriar, emigram a mar aberto
onde há condições uniformes de salinidade e temperatura. As fases juvenis geralmente
retrocedem e crescem em estuários (desembocadura de rios no mar, onde há alimento em
abundância por causa das correntes). Veja Figura II.1.
Para fazer a Figura 10.5 apropriada para o ecossistema costeiro, a caixa de águas profundas
deve ser substituída pela fauna e flora do fundo do mar (também denominada bentos). Eles
recebem uma chuva de coliformes fecais, células de plantas e outras matérias orgânicas da
superfície, que são filtrados da água ou consumidos diretamente do fundo arenoso. As
ações desses animais e dos micróbios (que ajudam ao consumo do alimento orgânico)
liberam nutrientes inorgânicos que os redemoinhos devolvem ao fitoplâncton da superfície.
Algumas vezes, comenta-se que se as pessoas administrassem o mar com mais eficiência,
este poderia produzir muito mais alimentos; isso é exagero, a maioria dos oceanos tem
muito poucos nutrientes e suas redes alimentares são dispersas.
Uma grande fertilidade se encontra em zonas de ressurgência nas plataformas continentais.
Ali, os consumidores de resíduos, no fundo, são o começo de diversas cadeias alimentares.
A maioria dos produtos marinhos de comércio mundial - peixes, caranguejos, lagostas e
mariscos - são obtidos na plataforma continental. Essas áreas possuem alto movimento
pesqueiro.
A quantidade de peixes marinhos pescados ao redor do mundo mostrou um aumento
pronunciado na colheita de 1900 a 1970, depois da qual o crescimento foi mais lento
(Figura 10.8). Dispositivos de pesca mecânicos e navios de beneficiamento pesqueiro
trazem tanto peixe, que o número de algumas espécies tem sido severamente diminuído.
Ouve incremento de custos de combustíveis para barcos e menos áreas que não foram
sobrepesadas.
Figura 10.8 Crescimento da pesca no mundo, 1950-1982.
Todo sistema renovável que abastece energia, necessita de retroalimentação para
reciclagem e controle para sobreviver. Como vemos na Figura 10.9, os homens tem retirado
10
produtos do oceano, mas não repuseram nada ao sistema, salvo os nutrientes nas águas
servidas. De qualquer maneira, ainda com uma melhor administração, o oceano não pode
resolver os problemas alimentícios de nosso mundo sobrepopulado.
Figura 10.9 Produtos pesqueiros sem retroalimentação.
10.3 RECIFES DE CORAL.
Ao longo da costa, e no fundo das águas pouco profundas e temperadas (acima de 20ºC),
onde as ondas e correntes são fortes, desenvolvem-se os ecossistemas de recifes de coral.
Uma alta diversidade de plantas e animais constroem plataformas de pedra calcária com
seus esqueletos, a maioria dos recifes de coral são colônias de medusas que formam
esqueletos de pedra calcária debaixo de seus corpos. Algas calcárias vermelhas e verdes
também formam esqueletos que contribuem à formação dos recifes.
11
Figura 10.10 Recife de coral.
Os corais conseguem a maioria de seu alimento e energia, para formação do esqueleto,
através da fotossíntese de algas simbióticas chamadas zooxanthellae, que vivem em seus
tecidos. Também capturam pequenos organismos com suas células urticantes.
Os nutrientes produzidos pelo metabolismo desses alimentos são utilizados pelo
zooxanthellae. A alta densidade populacional nos recifes requer fortes correntes e/ou a ação
das ondas para abastecer o oxigênio para respiração, nutrientes para o crescimento,
carbonatos para os esqueletos e outros alimentos.
Algumas das características dos ecossistemas de recifes de coral se dão nas Figuras 10.10 e
10.11. Sua principal característica, a alta diversidade de coloração de seus animais e
plantas, é difícil de expressar no papel. Há muitas relações simbióticas entre os organismos.
Como em outros sistemas com alta diversidade, há muitos tipos de organismos mas
pequenas populações de cada tipo.
12
Figura 10.11 Ecossistemas de recifes de coral. M.O. partículas de matéria orgânica na água.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
Os vários corais, mariscos, esponjas e algas se fixam uns aos outros para formar complexas
superestruturas porosas, nas quais vivem outros animais.
Quando os corais morrem, os esqueletos de pedra calcária são logo invadidos por algas não
simbióticas de vida livre. A estrutura do recife é uma fonte rica de alimento para vários
consumidores, como por exemplo o peixe papagaio, que utiliza o coral vivo e morto como
fonte de alimento. Os pepinos do mar digerem fragmentos de recifes. Partículas de matéria
orgânica (resíduos) na areia calcária, entre os corais, são consumidos por crustáceos e
pequenos peixes. São comuns os grandes carnívoros, como as "moréias" que vivem nos
recifes, e barracudas e pequenos tubarões que vivem em suas margens.
As espécies comestíveis dos recifes de coral são vulneráveis à pesca, porque há muitos
tipos de organismos, mas suas populações são pequenas e são facilmente sobrepescadas.
Muitas espécies estão desprotegidas, porque os recifes são rasos e a água clara; por
exemplo, a lagosta espinhosa tem sido pescada em excesso por mergulhadores e pescadores
com redes. A manutenção da população de lagostas depende de soltar grande número de
larvas na água para que sejam dispersas por várias milhas. Quando as populações de
lagostas se tornam escassas em áreas muito extensas, o número de larvas pode estar abaixo
do mínimo necessário para manter as populações desta área. Parece necessário estabelecer
acordos internacionais para que a produtividade da pesca não decaia excessivamente e a
indústria pesqueira continue viável.
Apesar das temperaturas e regimes de iluminação variarem pouco durante o ano, há ciclos
periódicos de reprodução e vida; algumas vezes se apresentam picos de consumo e
crescimento. Por exemplo, uma epidemia de um tipo de estrela do mar gigante e carnívora,
Acanthaster, pode consumir corais, deixando atrás de si um recife deserto de cabeças
brancas de coral.
13
10.4 CAMPOS DE ALGAS MARINHAS.
Ao longo da costa rochosa pouco profunda, onde as águas são frias e as ondas são
favoráveis, como no litoral da Califórnia, desenvolvem-se ecossistemas de algas. Trata-se
de uma alga gigante e marrom fixadas no fundo, tem folhas carnudas e largas que alcançam
a superfície e que possuem bolsas cheias de gás que as mantém na superfície. A produção
fotossintética é grande. Veja as Figuras 10.12 e 10.13. Existem muitos animais típicos do
ecossistema de algas, tais como o "peixe alga", madrepérolas e lontras marinhas. Os ouriços
do mar tendem a cortar as algas livres, fazendo necessário um novo crescimento. Quando o
"peixe alga" é pescado em excesso, os ouriços aumentam em número e as algas se reduzem.
Essas pescas excessivas causam oscilações no sistema.
Figura 10.12 Ecossistemas de algas.
14
Figura 10.13 Ecossistemas de algas.
10.5 ECOSSISTEMAS DE INCRUSTRAÇÕES SOBRE ROCHAS EM ENTRE-MARES.
Onde as rochas ou outras superfícies duras encontram-se entre a alta e baixa maré (zona de
entre- maré), desenvolve-se um ecossistema especial com organismos fixos e que podem
viver por algumas horas tanto dentro como fora da água. As plantas são de igual maneira
resistentes ao ressecamento, são algas fixas de cor vermelha e marrom. A maioria dos
animais possuem esqueletos protetores, tais como crustáceos, ostras e mexilhões. A
comunidade de organismos se adapta para utilizar os nutrientes e partículas de alimentos
que são arrastados pela maré e rompimento de ondas. Também fazem parte do sistema os
peixes predadores, que ingressam a comunidade quando a maré está alta.
10.6 PRAIAS.
Os ecossistemas de praias são importantes como atração turística e como um lugar onde a
energia das ondas é utilizada. As praias se formam quando há um abastecimento de areia e
energia de ondas regulares que conservam a praia organizada e limpa. Muita da areia que
forma parte das praias, foi trazida pela corrente marinha através de milhões de anos. Essa
corrente é gerada na zona de rompimento das ondas que vem a partir da praia de forma
angular. As ondas enviam sua energia em correntes ao longo da praia levando areia na
direção em que essas ondas rompem. Veja as Figuras 10.14 e 10.15
A praia é um fantástico filtro. Cada rompimento de onda esparrama água através da areia e
quando a água retorna, está filtrada; a praia é algo semelhante ao filtro de areia usado em
redes de tratamento de água. O espaço entre grãos contem animais minúsculos e micróbios
que consomem matéria orgânica e retornam nutrientes a água.
15
Figura 10.14 Zonas em uma praia típica.
Reprinted with permission from Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802)
Copyright CRC Press, Boca Raton, Florida - 1997.
16
Figura 10.15 Sistema das praias. M.O.= matéria orgânica.
Com a maré alta, os lixos e resíduos flutuantes se reúnem em direção às linhas de arraste da
corrente. Esses resíduos incluem sargaços, outras plantas marinhas, troncos, galhos (que
foram parar ao mar através dos rios), e todos os tipos de lixo humano. Minúsculos
crustáceos incrustados vivem nessas linhas de arraste.
As ondas mantém a forma da praia de acordo com a intensidade de sua força. Fortes ondas
que rompem fazem que a areia da praia seja grossa, pois a areia fina é arrastada com a água.
Neste século ouve um aumento geral do nível mundial do mar, aproximadamente 30 cm.
Algumas estruturas construídas ao nível do mar tem sido ameaçadas pelo movimento
marinho; para deter a areia foram construídas paredes de rochas, com o objetivo de eliminar
o fluxo normal de nova areia pela corrente, que causa mais erosão na praia.
10.7 ECOSSISTEMAS DE DUNAS DE AREIA.
Em direção à costa, a partir das praias, em áreas sem distúrbios, se encontram as dunas de
areia. São grandes colinas de areia construídas por areia da praia carregada pelo vento. A
sucessão das dunas de areia segue os mesmos passos descritos anteriormente. Plantas
pioneiras, tais como ervas e aveia do mar, crescem primeiro. Suas sementes são facilmente
transportadas por pássaros e pequenos animais. Essas ervas altas sustentam a areia arrastada
17
pelo vento, suas longas raízes fibrosas alcançam a água do subsolo (água de chuva que
penetra através dos poros da areia).
A água fresca recolhida nas dunas é suficiente para sustentar pequenas comunidades de
pessoas. Devido ao fato de a água fresca ser menos densa que a água salgada, a primeira
flutua sobre a outra mantendo-se separadas. Para cada pé de água fresca nas dunas sobre o
nível do mar, há 40 pés dela abaixo do nível do mar. Quando uma grande quantidade água
fresca é retirada, a água salgada pode fluir pelos lados ou por baixo. Isto se chama intrusão
de água salgada, ou cunha salina. Este procedimento empobrece as dunas como
abastecedoras de água doce.
Onde as dunas não tem sido alteradas por muitos anos, desenvolve-se uma floresta
marítima. A espuma das tempestades marinhas tende a matar as folhas. Mas a floresta
desenvolve uma espessa cobertura superior que protege as folhas interiores da espuma
salgada. Essa vegetação faz com que a costa marinha seja estável, segura à vinda de
tempestades.
Se a vegetação é retirada e as dunas são destruídas, a areia começa a mover-se com o vento
e se torna instável, eliminando a proteção contra a invasão do mar quando sucedem grandes
tempestades. As dunas e praias devem ser capazes de ajustar-se às marés e tempestades, e
conservar sua capacidade de se reformar para manter o sistema saudável; além disso a zona
da praia deve ser ampla, livre de pavimentação e de tipos exóticos de vegetação. As casas
deveriam ser construídas sobre plataformas, assim a areia poderia se locomover entre elas.
Já que as plantas das dunas não são muito resistentes a veículos, os bugies deveriam ser
proibidos. A vegetação natural dá um ambiente bonito e um bom habitat para muitos
animais.
10.8 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 10.
1. Defina os seguintes termos:
1. ecossistema oceânico
2. plataforma continental
3. recifes de coral
4. praias
5. dunas de areia
6. corrente do golfo
7. campo de algas
2. Dê três razões pelas quais um oceano é um ecossistema valioso.
3. Descreva três exemplos da diversidade em um recife de coral.
4. Em várias áreas, as praias são de grande valor recreativo. Elas são de importância vital
para a terra. Descreva como as praias protegem o terreno.
5. Explique como a areia forma parte importante da praia.
18
6. Descreva um modelo do ecossistema oceânico usando os símbolos de energia.
7. Descreva porque e como a força Coriolis afeta os oceanos do mundo.
8. Descreva a sucessão de um sistema de dunas
19
CAPÍTULO 11. ESTUÁRIOS
OBJETIVOS:
1. Nomear as plantas e animais representativos encontrados nos estuários.
2. Fazer uma lista das características de um sistema de estuário.
3. Desenhar o diagrama de energia de um estuário.
4. Descrever como se forma um recife de ostras.
5. Comparar um recife natural de ostras com um recife comercial.
6. Desenhar um diagrama de energia de um ecossistema de recife natural de ostras.
7. Desenhar um diagrama de energia de um típico sistema de cultivo de ostras.
8. Comparar diversidade versus produtividade nas planícies de algas de fundo.
Um estuário é uma área ao longo da costa onde um rio se junta ao mar. Os estuários estão
sempre rodeados de terras úmidas: marismas ou terrenos alagadiços com pastos halotolerantes ou pântanos com árvores de raízes aéreas que permanecem fora da água a maior
parte do tempo. O estuário é rico em energia e nutrientes, possui um grande número de
plantas e animais. Esta riqueza se deve em parte às correntes de água doce e água salgada.
11.1 TÍPICO SISTEMA ESTUÁRIO.
As fontes de energia externa de um sistema de estuário são: a água doce dos rios e a água
salgada do oceano que vem com a maré. O estuário recebe energia cinética (movimento) da
água; a maré entra, se mistura com a água do rio, e vai embora. As ondas formadas pelo
vento ajudam na mistura de água doce com água salgada, e assim à energia cinética do
estuário. A energia cinética aumenta a produtividade do estuário por causa da circulação de
nutrientes, comida, plâncton e larvas.
Os estuários tem uma 'explosão' de produtividade na primavera e uma alta taxa de
crescimento no verão. As espécies de ostras e caranguejos comerciais são principalmente
de estuários. Muitos tipos de camarões comercialmente importantes, em suas etapas adultas
vivem e procriam próximos aos estuários, e entram nestes quando são larvas. O sável (peixe
marinho da família dos clupeídeos) procria na nascente dos riachos e enquanto é jovem
passa pelo estuário em seu caminho ao mar, crescendo rapidamente no tempo que passa por
ali. Devido à grande quantidade de larvas de espécies marinhas que crescem nos estuários,
são considerados usualmente como uma 'maternidade'. Muitos invertebrados vivem no
lodo das marismas. A marisma oferece excelente proteção para as larvas e os pequenos
peixes que vão e vem com as marés.
A Figura 11.1 é o diagrama de energia de um estuário, nele se mostra o papel da energia
cinética. As células de fitoplâncton se mantém suspendidas pelo movimento. O movimento
ajuda na fotossíntese das plantas trazendo nutrientes, como dióxido de carbono (CO2 ),
nitrogênio (N), e fósforo (P). Assim, a energia cinética ajuda ao processo de reciclagem. A
agitação também mantém as partículas de matéria orgânica em suspensão e em movimento,
de forma que os animais do fundo podem capturá-las e se alimentar delas atuando como
filtros naturais.
20
Figura 11.1 Diagrama de energia de um estuário. M, microorganismos; N, nitrogênio; P, fósforo;
Dejetos: matéria orgânica morta e micróbios; bentos, animais do fundo: certo tipo de ostras,
caranguejos de rio, e minhocas. Combustíveis.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
A maré e o rio também trazem ao ecossistema nutrientes, dióxido de carbono, dejetos,
zooplâncton, peixes, ovos e larvas de vários animais. A proliferação de mais espécies é a maneira
para que o ecossistema desenvolva maior complexidade.
Os pequenos animais do tamanho de uma cabeça de alfinete, que estão suspendidos na
água, constituem o zooplâncton; presente na água durante a noite, tende a se esconder nas
partes baixas e escuras do ecossistema durante o dia. O zooplâncton come fitoplâncton e
matéria orgânica em suspensão, servindo por sua vez de alimento a pequenos peixes.
Principalmente peixes do grupo do arenque, incluindo sardinhas, anchovas, sáveis, etc,
comem o zooplâncton e também, em menor proporção, fitoplâncton.
Outro ramo da rede alimentar se encontra no fundo. Cai matéria orgânica do plâncton, e
especialmente do bolo fecal do trato digestivo dos animais, também de plantas mortas do
fundo. Os microorganismos consomem esta matéria orgânica. Os rios trazem no sedimento
que arrastam, areia e barro que formarão o lodo no qual muitas das comunidades ecológicas
do fundo (bentos) vivem. A mistura de matéria orgânica e de micróbios que a decompõem
se denomina dejetos. Os dejetos são uma rica fonte de alimento para outros organismos do
fundo.
Os grandes carnívoros (caranguejos, camarões e peixes), são capturados e vendidos pelos
pescadores. Como exemplos de peixes do fundo podemos citar o linguado e o bacalhau
pequeno.
21
O papel do governo é controlar a pesca por regulamentos e permissões. Estas regras
determinam quando ela está permitida.
Muitas espécies de pássaros fazem parte do ecossistema do estuário, voando para dentro e
para fora dele. As gaivotas se alimentam de animais que vivem no lodo do estuário e da
praia durante a maré baixa. Aves, como a garça, se alimentam nos pântanos, e os pássaros
mergulhadores, como pelicanos e cormoranes, se alimentam na água.
Alguns organismos do estuário estão especialmente adaptados para resistir às constantes
variações de salinidade. Devem sobreviver a níveis de salinidade de 0 ppt (partes por mil)
na água doce a 36 ppt na água tropical dos oceanos. Como a energia deve ser usada
principalmente para a adaptação às variações de salinidade, se dá menos importância à
produção de biodiversidade, existem menos espécies nos estuários que nos rios ou no mar
aberto. No entanto, por causa da alta fertilidade, existe uma maior produção das espécies
presentes.
À direita da Figura 11.1 está representada a pesca. Os barcos recebem divisas da economia,
combustíveis e bens e serviços para sua manutenção. Se utilizam também recursos
humanos nos processos de pesca. O dinheiro é parte deste sistema ecológico-econômico,
ingressa pela venda do pescado e é utilizado na compra de combustível, bens e serviços.
11.2 RECIFES DE OSTRAS.
As ostras se fixam umas às outras, construindo montes de conchas. Quando as ostras do
fundo morrem, as larvas se fixam às conchas velhas, aumentando o tamanho do recife. Com
a construção dos montículos, as ostras têm um melhor acesso às correntes que trazem
comida e levam os resíduos. As indústrias que coletam ostras ajudam a manter o tamanho
do recife colocando novamente as conchas vazias. Este é um exemplo de retroalimentação
de um sistema natural realizado por uma parte da indústria pesqueira.
A Figura 11.2 mostra como as marés e os rios causam correntes e trazem nutrientes
inorgânicos e matéria orgânica. A interação das correntes e da matéria orgânica produz um
fluxo de comida para as ostras adultas. As ostras adultas fazem o recife de conchas onde as
larvas que crescem se fixam e se fazem adultas. A população de ostras se mantém baixa
devido à predação natural, enfermidades e colheitas. O drill é um caracol que perfura a
concha das ostras comendo a parte interna. O drill aumenta de número quando a salinidade
do recife é moderadamente constante; quando o fluxo de água doce causa grandes variações
de salinidade, a população diminui.
22
Figura 11.2 Ecossistema de um recife de ostras. L, larvas; C, taladros carnívoros; E, enfermidades;
M, microorganismos; Mat Org., matéria orgânica.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
Os recifes de ostras de estuários comerciais têm uma alta produtividade. A diversidade e
competitividade se mantém baixas devido à constante flutuação da salinidade. Outro habitat
comercial está na zona de entremarés, onde a exposição alternada ao ar mantém outras espécies
à margem. Todavia, os recifes de ostras na zona de entremaré não podem filtro alimentar-se
quando a maré está baixa, isto impede que estes tipos de recife cresçam tão rápido quanto os
recifes de estuário em águas profundas.
As ostras também vivem e crescem em plataformas de perfuração e próximos a recifes, mas
a diversidade de espécies é alta e a produção é pouco comercial.
Um novo método de cultivo consiste em colocar uma balsa com uma estante por baixo,
onde as ostras crescem.
Alguns recifes de ostras se contaminam com bactérias e vírus que foram filtrados da água
contaminada do estuário. Estas ostras podem ser úteis porque abastecem ao estuário de
larvas e se limparão novamente se as colocar em águas não contaminadas.
11.3 PLANÍCIE DE ALGAS.
Os estuários rasos, de um ou dois metros de profundidade, recebem luz suficiente para
produzir um denso leito de plantas de fundo, chamado planície de algas. Estas podem ser
espécies de água doce, na zona superior; outras espécies em zonas de baixa salinidade; e
espécies halo-tolerantes adaptadas a zonas de alta salinidade. Em algumas baías onde o
índice pluviométrico é baixo, a salinidade pode alcançar valores maiores à media da água
do mar, que é de 3,5%. Poucas espécies estão adaptadas a salinidades de 4,5% e 5,0%, mas
sua produtividade pode ser muito alta.
23
11.4 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 11.
1. Defina os seguintes termos:
1. estuário
2. maternidade
3. invertebrados escavadores
4. filtro-alimentação
5. sedimento
6. salinidade
7. partes por mil
8. fertilidade
9. recife
10. zona de entre maré
11. dejetos
2. Dê exemplos de tipos de plantas e animais encontrados no estuário.
3. Discuta as características físicas do estuário.
4. Desenhe um diagrama de energia de um ecossistema de estuário.
5. Como se forma um recife de ostras?
6. Dê duas razões para a alta produtividade das planícies de algas.
24
CAPÍTULO 12. LAGOAS E CURSOS D`ÁGUA
OBJETIVOS:
1. Descrever três ecossistemas aquáticos de água doce.
2. Desenhar o diagrama de um estanque, mostrando os produtores, os consumidores e os
fluxos de água.
3. Comparar e contrastar lagos eutróficos e lagos oligotróficos.
4. Diferenciar entre corrente e manancial.
5. Explicar por que os ciclos do oxigênio e do dióxido de carbono variam no dia e na noite.
12.1 LAGOAS.
Existem muitos tipos de lagoas: às vezes se formam quando canais se enchem de água,
alguns em áreas baixas de antigos cursos d`água, outros em depressões criadas ao se
derreter glaciares. Existem também depressões em terrenos onde um canal de água do
subsolo sai à superfície criando estanques superficiais. Estas são lagoas naturais. Os
humanos também são responsáveis da criação de estanques para uso recreativo ou para
agricultura; indiferente por sua estrutura física original, possuem os mesmos padrões
ecológicos (Figuras 12.1 (a) e 12.1 (b)).
As lagoas contem três grupos de produtores: fitoplâncton (pequenas algas suspensas),
plantas, e algas bênticas (do fundo). Algumas algas estão aderidas às folhas e talos das
plantas.
As drenagens trazem as lagoas das áreas circundantes matéria orgânica e nutrientes
dissolvidos. O dióxido de carbono necessário para a fotossíntese provém do ar e da
decomposição de matéria orgânica. Em zonas calcárias, cálcio e carbonato se adicionam à
água pela dissolução de rochas calcárias. O dióxido de carbono e os carbonatos reagem
formando bicarbonato. A água com bicarbonato, cálcio e magnésio se denomina água
dura. As lagoas de águas brandas podem-se encontrar em áreas isentas de rochas calcárias.
Nestes ecossistemas há uma grande variedade de pequenas criaturas herbívoras que se
alimentam de plantas e algas. Os peixes (herbívoros e carnívoros) vivem em lagos e lagoas
que não se secam. Insetos, ovos de zooplâncton, sementes de plantas, esporos de algas e
microorganismos, e insetos voadores adultos são arrastados ao estanque por correntes de ar.
Os pássaros e grandes predadores, como as serpentes, vão e vem.
25
Figura 12.1 (a) Componentes de uma lagoa (açude) de água doce.
O nível da água se eleva e cai naturalmente, dentro dos limites do estanque. Este fenômeno
se traduz em um processo enormemente diversificado de geração de pântanos e charcos.
Estas condições ajudam a manter a diversidade do ecossistema aquático e serve de
prevenção à concentração excessiva de nutrientes. Esta zona é um bom habitat para a vida
selvagem. A variação das condições secas e úmidas, é importante para ciclos vitais de
muitos organismos. A época onde a água cobre o solo se denomina hidroperíodo.
A medida que o homem se desenvolveu ao redor de lagos, ele quis manter o nível de água
constante para que seus cais e botes possam estar a mão. Muitos lagos se estabilizaram
utilizando controladores de fluxo. O efeito tem sido a redução de terras úmidas e da vida
selvagem ao longo das margens do lago. Em vários casos é necessário restabelecer as
flutuações naturais do nível da água.
26
Figura 12.1 (b) Ecossistema de um estanque que mostra o armazenamento e fluxo de energia.
Herbívoros: larvas de insetos, caracóis, peixes. Animais do fundo: vermes, larvas de insetos,
lagostinhas, peixes. Pequenos predadores: insetos, platelmintes, sapos, peixes, salamandras.
Grandes predadores: peixes, serpentes. M: microorganismos.
12.2 ÁGUAS EUTRÓFICAS E OLIGOTRÓFICAS
A água com uma elevada concentração de nutrientes se denomina eutrófica, e aquela com
baixa concentração de nutrientes: oligotrófica. Estes termos são úteis quando se descrevem
ecossistemas de lagoas.
A máxima quantidade de gás que pode se dissolver na água (nível de saturação) depende
da temperatura. Por exemplo, a água doce saturada com oxigênio a 21ºC contém 9 ppm
(partes por milhão) de oxigênio; quando a temperatura aumenta, a quantidade de oxigênio
dissolvido diminui, causando um excedente que se difunde fora da água. Se a temperatura
diminui, o potencial de saturação da água aumenta.
Em águas eutróficas, durante um dia ensolarado, a fotossíntese é rápida e em conseqüência,
o oxigênio e a matéria orgânica se forma rapidamente. A quantidade de oxigênio pode
flutuar entre 30 ou 40 ppm. Algo de oxigênio se difunde desde fora do sistema, mas a maior
parte se utiliza na respiração animal e vegetal. No processo de decomposição de dejetos e
dissolução de matéria orgânica, os micróbios consomem a maior quantidade do oxigênio
produzido durante o dia. Isto pode baixar o nível de oxigênio em 1 ou 2 ppm ao final da
27
noite. O nível mais baixo de oxigênio determina a capacidade de sustentação da lagoa para
muitos organismos.
Figura 12.2 Mudanças na concentração de oxigênio, matéria orgânica e nutrientes numa lagoa
oligotrófica (linhas tracejadas) e uma lagoa eutrófica (linhas sólidas) ao longo de dois dias (com
suas noites). Os dados de oxigênio variam de 0 a 30 ppm.
Reprinted with permission from Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802)
Copyright CRC Press, Boca Raton, Florida - 1997.
A Figura 12.2 mostra essas mudanças. A variação em lagoas oligotróficas é menor devido a
possuírem baixos níveis de nutrientes para estimular a fotossíntese. Como o segundo dia foi
nublado, menos luz solar incidiu na lagoa e a fotossíntese foi menor, ocasionando menor
produção de oxigênio e matéria orgânica. Plantas e animais respiram dia e noite, usando
oxigênio e matéria orgânica para produzir nutrientes.
Ocasionalmente, uma mortandade de peixes pode seguir a um período de vários dias
nublados. A respiração é muito maior que a produção de oxigênio e alguns peixes morrem
por falta de oxigênio. Existem peixes que possuem bexigas de ar que funcionam como
pulmões. Alguns peixes que vivem na superfície podem respirar tragando ar. Aves
aquáticas (como patos, garças e cormoranes) vem a lagos eutróficos para se alimentarem.
As águas oligotróficas suportam menos biomassa. Os lagos claros, com poucas algas e
plantas flutuantes não possuem muita variação na dissolução de oxigênio. Usualmente são
bons habitats para peixes como a truta.
28
O desenvolvimento de assentamentos humanos provocou a descarga de enormes
quantidades de águas servidas, resíduos de agricultura e escombros de estradas aos lagos e
rios. Fazendo às águas eutróficas ainda mais eutróficas, e podendo fazer eutróficas as águas
oligotróficas. Com estas condições de riqueza de nutrientes, novas espécies de plantas
tomam vantagem das oportunidades.
A introdução de plantas exóticas, como os jacintos de água e as aquileas asiáticas, se
estende onde quer que as condições nutritivas sejam exageradas. Estas plantas tem sido
tratadas como pestes: bloqueiam o movimento dos botes e interferem com a pesca e outras
atividades recreativas. Em águas mais profundas, a acumulação de matéria orgânica se faz
tão pesada que em climas nublados se consome muito oxigênio e se dá uma mortandade de
peixes. Tentativas de remover estas plantas não têm tido êxito, a utilização de herbicidas
coloca o material vegetal em decomposição na superfície da lagoa. Os decompositores
liberam nutrientes e estimulam novamente o crescimento do mesmo tipo de plantas. O
envenenamento rompe muitos outros aspectos do ecossistema. Criar peixes herbívoros,
também acelera o ciclo de regeneração de nutrientes e plantas.
A melhor solução é "simples": manter os nutrientes 'extra' fora das águas navegáveis e de
recreação. A medida que os fertilizantes se tornem cada vez mais caros, haverá um uso
mais eficiente e menos residual. Tem-se realizado muitos esforços para conservar e reciclar
nutrientes, eventualmente a maioria das águas residuais de agricultura e dejetos serão
recicladas para fertilizar bosques, plantações e pastagens.
Um método para recoletar estes nutrientes tem sido desenvolvido utilizando terras úmidas
naturais: pântanos e charcos. Com a localização destas terras úmidas entre as águas
residuais e rios e lagos, os nutrientes podem filtrar-se para crescimento de árvores de
pântanos e para manter "cinturões verdes" e áreas de vida selvagem.
Ainda existem lagoas oligotróficas em zonas onde a drenagem de águas inclui unicamente
água de chuva ou captação de água de solos arenosos pobres em nutrientes. Apesar de que
sua fertilidade não seja tão grande e a razão de crescimento seja baixo, a variedade e
diversidade de sua flora e fauna é grande. Estes lagos estão rodeados de pastos e juncos, e
tendem a ser abertos. São excelentes áreas para recreação.
12.3 CURSOS D`ÁGUA.
No fluxo de água, Figura 12.3, a rede alimentar começa com as algas e com resíduos
(palos, folhas, insetos mortos, etc.) da terra. As algas absorvem os nutrientes para a
fotossíntese e estas por sua vez são consumidas diretamente por micróbios.
Muitos cursos d`água que fluem em zonas rochosas ou áreas arenosas são oligotróficas.
Podem converter-se em eutróficos se receberem suficientes nutrientes de depósitos
minerais, águas servidas e drenagem de pastagens. Algo do resíduo é decomposto por
micróbios, e outro tanto flui corrente abaixo. A contribuição de restos de terra é
especialmente importante em pequenas correntes de bosques, onde a água superficial está
na sombra e a população de algas é muito pequena; nestas correntes, os restos orgânicos são
o suporte primário para a cadeia alimentar.
29
Os insetos de água doce passam a maior parte de suas vidas na água como larvas. Por
exemplo, quando as "moscas de Maio", se desenvolvem, voam em um grande enxame
através da água. Logo após copular, as fêmeas depositam seus ovos na água. As larvas de
insetos se alimentam no lodo orgânico dos dejetos, e podem ser comidos por peixes
carnívoros.
Alguns peixes como o salmonete, TARPOON (tarpão, camarupim) e enguias se
reproduzem no mar e se transladam a cursos d`água doce. Outros, como o sávil e o salmão
viajam contra curso; se reproduzem curso acima, e os jovens regressam ao mar onde vivem
a maior parte de suas vidas antes de voltar curso acima para reproduzir-se.
Existem muitos tipos de cursos:
Os cursos de pântanos de águas negras drenam lamaçais (terras úmidas que recebem
principalmente água de chuva), baías e regiões pantanosas de terras altas. Estas águas
contém água de chuva e matéria orgânica resultante da decomposição de turfa pantanosa.
Geralmente têm águas brandas (são ácidas e não contém muito carbonato de cálcio). A
matéria orgânica dos pântanos é o produto das folhas e madeira que se decompõem muito
lentamente. Se bem que os cursos podem ser negros ou de cor café, isto não significa que
tenham uma falta de oxigênio letal porque a decomposição é bastante lenta. O oxigênio
nestas correntes está perto da saturação média. É um balanço entre a quantidade usada e a
quantidade difundida para o ar.
Em cursos montanhosos a turbulência e as rochas são muito importantes. Veja a Figura
12.3. As elevações geológicas formam montanhas, onde caem pedras que são "trabalhadas"
na corrente: as pedras interatuam com o fluxo de água. A força de empuxo da água faz com
que as rochas choquem umas com as outras fragmentando-se e transformando-se em
sedimento fino.
Os animais e as plantas estão tão adaptados que podem resistir ou evitar a turbulência. O
principal produtor neste tipo de ecossistemas são algas que crescem na lama da superfície
das rochas. Os cursos montanhosos são muito rápidos para muitas plantas enraizadas nas
rochas. As larvas de insetos vivem debaixo das rochas destes cursos para se protegerem dos
predadores e da turbulência. As rochas e diques canalizam o fluxo de água corrente abaixo,
como se mostra na Figura 12.3. Dióxido de carbono, oxigênio e nutrientes se misturam com
a água e são usados por organismos aquáticos.
Nos setores mais calmos dos cursos, vivem pequenos peixes que consomem micróbios e
larvas de insetos. As pequenas trutas utilizam os cursos montanhosos como enfermarias,
logo após a migração ao rio. As enguias vivem em suas margens, comendo pequenos peixes
e competindo com as trutas por larvas e insetos.
As enguias se reproduzem no mar e regressam aos cursos d`água doce quando possuem
aproximadamente um metro de comprimento. O salmão viaja em sentido contrário, se
reproduz no cascalho de cursos montanhosos, e quando imaturos migram para o mar de
onde amadurecem retornando ao curso para se reproduzir.
Quando as águas alcançam as terras baixas, sua velocidade diminui e se depositam
sedimentos. Se desenvolve assim uma planície inundada onde podem crescer plantas de
terras úmidas.
30
Existem cursos turvos que carregam sedimentos em lugares em que os rios drenam áreas
de solos argilosos. Os rios tendem a ser turvos, com argila em suspensão, comumente
amarelo em épocas de grande drenagem. Geralmente os peixes destes rios estão adaptados à
turbidez. Quando as águas dos rios abaixam, os sedimentos se depositam contribuindo para
a fertilidade do solo local.
Figura 12.3 Diagrama de um curso de montanha.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
Os rios de maré fluem para o mar e recebem os efeitos da maré em seus pontos mais baixos. A
água salgada do oceano não sobe muito longe no curso do rio, mas forma uma camada de sal em
suas margens ao longo de várias milhas. Estes rios fluem com um pulso rítmico, fluindo lentamente
quando a maré na foz é alta e correndo rapidamente quando a maré é baixa.
12.4 MANANCIAIS.
Alguns rios recebem uma grande quantidade de águas limpas de manancial, são bastante
claros, motivo que os tornam favoráveis para praticar mergulho e outras recreações
aquáticas.
Uma parte da água se infiltra através de áreas de areia porosa, rochas calcárias ou rochas
de basalto até águas subterrâneas, estas podem surgir como um grande volume de água
dura e clara de manancial. Este fluxo de água tem um moderado nível de nitratos e fosfatos.
Como a água é clara, a penetração de luz é boa, e se desenvolvem correntes muito
produtivas com algas, plantas enraizadas, larvas de insetos e peixes. A medida que estas
31
correntes fluem por várias milhas, recolhem dejetos e dissolvem matéria orgânica,
convertendo-se em correntes similares às outras. Esses cursos são importantes como
suprimento de água, pontos de recreação e atração turística.
Outros mananciais possuem diferentes componentes químicos. Alguns cursos saem do solo
sem oxigênio e suportam interessantes ecossistemas de algas verde-azuladas e bactérias
sulfúricas brancas. Estes mananciais têm pequenas populações de peixes que tragam ar da
superfície, mantendo as bolhas em suas gargantas.
12.5 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 12.
1. Defina os seguintes termos:
1. água branda
2. água dura
3. água subterrânea
4. bênticas
5. hidroperíodo
6. aquático
7. eutrófico
8. oligotrófico
9. nível de saturação
10. turbidez
11. infiltração
12. sedimento
13. larvas
2. Discuta as diferenças entre ecossistemas de cursos e lagoas.
3. Desenhe o diagrama de energia para uma lagoa.
4. Discuta como um lago oligotrófico pode converter-se em eutrófico.
5. Em que se diferencia um curso de um manancial ?
6. Discuta como é importante a vida animal e vegetal na determinação das características
físicas dos ecossistemas de água doce (dissolução de gases).
32
7. Por que os níveis de oxigênio e de dióxido de carbono em uma lagoa variam a noite e pela
manhã ?
33
CAPÍTULO 13. TERRAS ÚMIDAS (WETLANDS)
OBJETIVOS:
1. Definir terras úmidas.
2. Identificar as partes de um ecossistema de terras úmidas.
3. Diferenciar entre terras úmidas de água doce e de água salgada, e entre várzea e pântano.
4. Listar os valores econômicos das terras úmidas.
As terras úmidas são áreas com inundações intermitentes. A vegetação que predomina é
diferente daquelas áreas sem inundações. Quando os solos se saturam de água, o acesso ao
oxigênio atmosférico se restringe e os solos se tornam anaeróbicos. As raízes comuns não
podem respirar e a maior parte das plantas não podem viver aí.
As plantas de zonas úmidas tem desenvolvido uma adaptação especial. Algumas, como os
mangues, levam ar a suas raízes através de tubos especiais; outros, como a borracheira
negra, realizam parte de seu processo respiratório em ausência de ar. Fabricam um produto
não oxidado que se transporta ao alto do tronco para ser oxidado. Os ciprestes possuem
raízes especiais (chamadas joelhos) que crescem sobre a terra através das quais
intercambiam pequenas quantidades de dióxido de carvão e oxigênio.
13.1 CARACTERÍSTICAS DAS TERRAS ÚMIDAS.
As terras úmidas de vegetação herbácea são denominadas várzeas, e pântanos são aquelas
com árvores e arbustos. Existem muitos tipos de terras úmidas com vegetação variada. O
tempo que dura a inundação (hidroperíodo), a profundidade da inundação e os nutrientes
disponíveis determinam o tipo de vegetação.
Existem muitas controvérsias acerca do uso da terra e clima para manter os pântanos e as
várzeas.
Surpreendentemente, muitos pântanos conservam a água, em especial aqueles que estão em
regiões planas cercadas por montanhas, que recebem principalmente água de chuva.
Mesmo que as plantas devam transpirar vapor de água dos seus tecidos para o ar, algumas
árvores de turferas transpiram menos que outras plantas. Portanto, nos pântanos se perde
menos água que em superfícies abertas de lagos. A adaptação destas plantas ajuda a manter
a área úmida e conservar a água. A maior parte da água pode filtrar-se até depósitos ou rios
de água subterrânea. Os esforços de drenar pântanos para economizar água são ações
equivocadas.
Devido ao fato de que as terras úmidas recebem água de terras altas, elas atuam como
filtros naturais que absorvem nutrientes, turbidez e microorganismos mortos. Estudos
recentes demostram que as águas servidas podem ser descartadas em várzeas e pântanos,
proporcionando assim um tratamento natural da água. O crescimento nessas zonas de
produtos úteis ao ser humano, como madeira e turfa, é sustentável, e se poupariam milhões
de dólares em custos de tecnologia de tratamento. Algumas áreas têm tido este tipo de
tratamento de controle de águas servidas por 40 anos ou mais, mas só agora se entende
quão bem trabalha este sistema.
34
Como a energia é utilizada em várias adaptações especiais para a vida nas terras úmidas, a
diversidade de espécies de plantas nestas áreas é menor que em uma floresta ordinária. A
variedade de insetos, pássaros e outros animais, deve ser muito maior.
13.2 PÂNTANOS DE ÁGUA DOCE.
A Figura 13.1 mostra as principais características de um ecossistema pantanoso. Compare
com a Figura 15.1 que é o diagrama de um bosque de terras altas. Pode-se ver que algumas
características são similares, como folhas, talos, raízes, leito, evapotranspiração, insetos e
pássaros. O papel da água é diferente no pântano, já que neste causa sedimentos e turfa,
acumulando e armazenando nutrientes e outras substâncias.
Figura 13.1 Principais características de um pântano de planície inundada de rio.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
13.3 MARISMAS E MANGUES.
As terras úmidas cobertas temporariamente por água salgada têm uma vegetação
característica. Em áreas congeladas durante o inverno, predominam as plantas de marisma.
Em áreas mais tropicais não congeladas, as terras úmidas de água salgada desenvolvem
manguesais (com árvores de água salgada). Na Figura 13.2 se expõem as principais
características deste tipo de ecossistema. A água corre em forma de rios e as marés
permitem a entrada e saída da água salgada. As mudanças de maré também intercambiam
com mar aberto: peixes, plâncton e larvas de animais, e carregam consigo matéria orgânica,
35
poluição e sedimentos. A energia das marés interatua com as plantas fazendo uma rede de
canais para que a água possa fluir livremente.
Figura 13.2 Ecossistema de terras úmidas de água salgada.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
As plantas das várzeas e os mangues possuem uma forma especial de obter água doce a partir da
água salgada que banha suas raízes. Algumas usam luz solar para transpirar água e a sucção no
talo extrai água das raízes, deixando alguma quantidade de sal atrás. Outras plantas utilizam os
produtos da fotossíntese como energia para segregarem sal de suas folhas. Como a energia se
utiliza para adaptação ao meio salino, existe menor diversidade nestes ecossistemas.
A evaporação de água e a transpiração realizada pelas folhas, deixa sal no solo. As
mudanças de maré e a água dos rios "lava" o sal do solo. Todavia, se o sal se acumula, as
plantas ficam anãs ou morrem. Na Figura 13.2 a pressão do sal mata as plantas, produzindo
erva morta e um armazenamento de turfa. As partículas pequenas de plantas mortas
36
adicionam matéria orgânica que flui para dentro com a água dos rios e marés, e serve de
alimento a mariscos de filtro-alimentação e ostras. As partículas grandes são alimento de
caranguejos, caracóis e vermes.
As marismas, com várias espécies de pastos, se encontram ao longo da costa onde não
existem ondas agressivas e a água é tranqüila. Na faixa entre ±30 graus de latitude, onde
não existem geadas mortais, crescem também manguezais. As árvores dos manguezais
possuem raízes muleta para sustentá-las sobre a água e em solo úmido. A partir das
sementes flutuantes que conseguem aderir-se ao solo se desenvolverão novas plantas.
Quando as várzeas e os manguezais recebem nutrientes minerais, tendem a crescer
rapidamente e mandar matéria orgânica aos estuários. Em outras situações podem receber
matéria orgânica de drenagens de terra. O consumo da matéria orgânica devolve os
nutrientes minerais ao estuário. Desta maneira as plantas e árvores atuam como
amortizadores e mantém o balanço de nutrientes e matéria orgânica na água que as rodeia.
A vegetação das terras úmidas da costa ajudam reduzir a erosão durante inundações e
marés tempestuosas. Plantas e árvores atuam como barreiras, reduzindo os danos
produzidos pelos fortes ventos. Estes ecossistemas são muito importantes como "cinturões
verdes" e como refúgios de vida selvagem, pois provém áreas de refúgio para mamíferos e
pássaros.
13.4 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 13.
1. Defina os seguintes termos:
1. terras úmidas
2. anaeróbio
3. várzeas
4. oxidado
5. pântano
6. transpiração
7. águas residuais ou águas servidas
8. amortizador
9. erosão
2. Discuta as características do ecossistema de terras úmidas.
3. Explique as diferenças entre pântano e lamaçal.
4. Faça um diagrama de um ecossistema específico de terras úmidas de água salgada. Use a
Figura 13.3 como guia.
37
5. Faça uma lista e discuta as principais razões pelas quais as terras úmidas têm importância
ecológica e econômica.
6. Discuta a relação simbiótica entre as terras úmidas de água salgada e os estuários.
38
CAPÍTULO 14. BIOMAS FRIOS
OBJETIVOS:
1. Conhecer três tipos de biomas frios pelo nome, condições climáticas e biota (organismos
vivos).
3. Descrever os padrões típicos de crescimento da tundra.
4. Desenhar o modelo de um bioma frio usando símbolos de energia.
Cada bioma tem-se desenvolvido como adaptação a uma das zonas climáticas, estes climas
resultam da forma em que estão organizados os sistemas mundiais de ventos e correntes
marinhas. A Figura II.1 explica a localização dos principais biomas terrestres e as
principais zonas climáticas que produzem estes biomas.
A zona de altas pressões no pólo está acompanhada de ar descendente, que se esquenta por
compressão, dissolvendo as nuvens; como resultado, o céu está geralmente claro, e a
radiação de calor que sai, faz que esta terra seja muito fria. O mar no Pólo Norte permanece
constantemente congelado, mas as placas de gelo se movem ao redor. No Pólo Sul, existe
neve suficiente para manter uma cobertura de neve/gelo permanente. Em lugares como a
Groenlândia, a Islândia, e as montanhas do Alasca e do Sul da América (longe dos pólos)
existe glaciares permanentes devido a frentes polares que produzem ainda mais neve.
No limite polar dos continentes existem vários biomas distintivos. Existe gelo polar em
ambos pólos. Em direção ao equador, o verão é suficientemente longo para que em terras
mais altas a neve se derreta e se desenvolva algo de vegetação; este bioma denomina-se
tundra. No hemisfério sul se encontram menos tundras devido a que existe menos massa
continental nessa latitude.
Ainda mais longe dos pólos, o solo permanece descongelado e a frente polar produz chuvas
e neves periódicas, como resultado se obtém o desenvolvimento de um bioma florestal. Os
bosques mais pertos do Pólo Norte são bosques perenes de coníferas como o abeto; este
tipo de bioma se denomina taiga. Tipos similares de ecossistemas se encontram em regiões
da terra onde existem montanhas suficientemente altas, que possuem baixas temperaturas e
condições similares de neve e gelo.
14.1 GELO POLAR.
Em campos de gelo permanente se encontram ecossistemas simples. Sobre a neve antiga se
desenvolvem algas, os nutrientes tendem a concentrar-se a medida que neve e gelo se
evaporam. Algumas destas algas são de cor vermelha brilhante.
Existem ecossistemas marinhos ativos no gelo e na água, debaixo do grande mar de gelo
que cobre o oceano polar. Um ecossistema diversificado de algas e pequenos consumidores
vivem no lado inferior do gelo; estes sistemas utilizam luz solar que penetra no gelo
durante o verão, como fonte de energia. as águas que fluem por debaixo do gelo também
carregam matéria orgânica produzida em outros lugares, abastecendo de alimento uma
grande população de peixes. Muitos mamíferos marinhos vivem de pescado; assim, focas,
orcas e ursos polares estão no topo da cadeia alimentar polar.
39
14.2 TUNDRA.
Ao sul do gelo polar, onde a superfície se derrete por uma curta temporada, se desenvolve a
tundra. Este ecossistema se caracteriza por um tapete de musgo e liquens espalhados junto
a ervas de floração e arbustos baixos. Durante o verão, ao redor de 10 a 15 cm da terra se
descongela. O solo, abaixo dessa profundidade permanece gelado e se denomina
permafrost. O processo alternado de congelamento e fusão na superfície do solo, produz
um pequeno ciclo, durante o qual o nível do solo se eleva e abaixa novamente. Este
movimento ajuda o ciclo de nutrientes.
Durante o curto verão, o sol permanece no céu por aproximadamente 24 horas cada dia.
Isto significa que as plantas podem continuar com a fotossíntese a maior parte do tempo.
Grandes quantidades de produtos da fotossíntese são produzidos e armazenados nesta
estação. A matéria orgânica acumulada é capaz de sustentar os consumidores.
O leming, um pequeno roedor, está capacitado para prosperar neste ambiente hostil,
escondendo-se abaixo da neve e comendo matéria vegetal armazenada. O leming sustenta
consumidores de ordem mais elevada na cadeia alimentar, como corujas da neve, raposas e
lobos. Veja a Figura 14.1.
Figura 14.1 Ecossistema da tundra. A cobertura de neve causa uma ação de interrupção que
impede que a vegetação tenha acesso ao sol, o caribú à vegetação e os carnívoros aos lemings.
Logo de que a neve cobre as plantas, o caribú emigra para o sul seguido pelos lobos. As
corujas da neve e muitos outros pássaros também emigram. Em anos de escassez os
carnívoros emigram ao sul.
40
Este ecossistema mostra as oscilações discutidas no Capítulo 9. A medida que a vegetação
aumenta, o número de lemings aumenta e o número de seus consumidores também
aumenta. Então, a medida que sua fonte de alimento se reduz a população de lemings
decresce rapidamente. Como os carnívoros tornam-se abundantes, os lemings são comidos
também rapidamente. Com menos lemings, o alimento disponível para cada um deles é
maior, e a população começa a incrementar-se novamente. Este ciclo em particular, toma
sete a dez anos.
14.3 TAIGA.
Ao sul da tundra se encontra um bioma florestal frio. Esta área tem verãos mais longos e
uma maior quantidade de espécies de plantas e animais que na tundra. Assim como a tundra
tem somente plantas pequenas como produtores, a taiga é um bosque perene. Coníferas
perenes estão adaptadas a esta área e podem continuar com a fotossíntese ainda quando a
temperatura abaixa a nível de congelamento. Esta floresta é capaz de suportar populações
de grandes animais. Coelhos, veados, alces e roedores são capazes de utilizar os produtos
da floresta e manter grandes populações. As grandes populações são adaptadas para
suportar uma extensa variedade de carnívoros. São comuns a esta área o lince, o puma,
lobos, ursos e variedades de falcões e águias. Disseminados dentro da floresta taiga existem
numerosos lagos, em áreas baixas deixadas ao retirar-se os glaciares milhares de anos atrás.
As plantas aquáticas nestes lagos e lagunas são importantes para suportar a grande
quantidade de aves aquáticas que emigram no verão. Estes lagos também suportam o
grande membro da família dos veados, o alce.
No hemisfério sul existe uma floresta fria, geralmente perene, que se assemelha à taiga do
hemisfério norte. Aqui, as árvores haya com pequenas folhas substituem o abeto dos
bosques do norte.
14.4 ECOSSISTEMAS DAS ALTAS MONTANHAS.
Debaixo dos campos gelados, no cume de altas montanhas, se encontram as tundras alpinas.
Por debaixo da tundra alpina está o timberline (palavra em inglês que quer dizer: linha
imaginária nas montanhas sobre a qual não crescem árvores) e uma floresta similar à taiga.
O gelo, a tundra e os primeiros bosques debaixo do timberline nas altas montanhas são
comparáveis ao ecossistema polar, embora existam importantes diferenças. A temperatura é
fria, a duração dos dias e noites não são tão longas como nas regiões polares. Estes
ecossistemas de altas montanhas usualmente possuem um longo verão e pequenos extremos
em temperaturas. As plantas sobre o timberline são pequenas e adaptadas a geadas durante
a noite e degelos durante o dia. Nos trópicos, estas formosas zonas de plantas com grandes
folhas se denominam páramos.
14.5 PERGUNTAS E ATIVIDADES DO CAPÍTULO 14.
1. Defina os seguintes termos:
1. polar
2. taiga
3. tundra
41
4. gelo permanente
5. timberline
2. Faça uma lista dos quatro biomas frios e descreva cada bioma em termos de clima e biota.
3. Discuta os padrões de produção e consumo na tundra.
4. Desenhe o diagrama de energia de um dos quatro biomas frios estudados neste Capítulo.
42
CAPÍTULO 15. BIOMAS FLORESTAIS TEMPERADOS
OBJETIVOS
1. Descrever os climas produzidos pelos bosques temperados deciduais, chaparrais, bosques
subtropicais perenes e bosques pluviais temperados.
2. Localizar no mapa as áreas do mundo onde se encontram os bosques temperados
estacionais, chaparrais, e bosques subtropicais perenes.
3. Especificar os principais tipos de plantas que se encontram nos bosques temperados
estacionais, chaparrais, bosques subtropicais perenes e bosques pluviais temperados.
4. Listar os principais tipos de animais que se encontram em bosques temperados
estacionais, chaparrais, bosques subtropicais perenes, e bosques pluviais temperados.
5. Desenhar um diagrama de energia dos bosques temperados que mostre o papel que
cumprem os incêndios periódicos.
6. Descrever sucessão florestal, incluindo o clímax do fogo.
Biomas Florestais Temperados
Diversos tipos de florestas se desenvolvem em latitudes intermédias, chamadas zonas
temperadas quando recebem uma adequada quantidade de chuva. Esses bosques podem
ser tanto estacionais como perenes. O tipo de floresta que se desenvolve depende dos
índices pluviométricos e do clima da área.
15.1 BOSQUE TEMPERADO DECIDUAL ( ESTACIONAL ).
Um bosque temperado decidual se desenvolve em áreas que possuem invernos frios e
verões prolongados. Existem quatro estações distintas nessas áreas; as plantas e animais
que se encontram nelas estão adaptadas a essas mudanças. Nos bosques deciduais as
árvores dominantes perdem suas folhas no outono, existe uma grande diversidade no subbosque (arbustos silvestres, plantas herbáceas e mudas), assim como muitos tipos de
árvores de folhas longas (Figura 15.1).
Os bosques deciduais produzem folhas, frutas, castanhas e sementes em abundância que
constituem alimento de uma grande variedade de animais no verão. No outono, quando os
dias se fazem mais curtos e a temperatura diminui, as folhas das árvores deciduais mudam
de cor. Esta mudança de cor é causada pela reabsorção da clorofila das folhas, até ficar de
cor vermelho, amarelo e laranja. No inverno, as folhas mortas formam um leito debaixo da
neve e as árvores permanecem estéreis. Muitos dos pássaros emigram buscando climas
mais quentes. Grande parte dos animais pequenos hibernam e outros desenvolvem uma
pelagem pesada para suportar o frio. Na primavera, o bosque responde a dias mais longos e
de temperatura quente. As árvores utilizam os nutrientes armazenados no verão anterior
para produzir novas folhas e flores. Os pássaros que emigraram, voltam ao ninho, e a
população de insetos se ativa e cresce rapidamente.
43
Figura 15.1 Ecossistema de um bosque estacional. A vida está dominada pelo ciclo periódico de
caída das folhas no outono e retorno na primavera. M, micróbios. N, nutrientes.
Os bosques temperados deciduais se desenvolvem em zonas onde a média anual de chuva é
75-150 cm por ano, e é distribuída uniformemente. Esta distribuição de chuva permite a
decomposição de matéria orgânica o retorno gradual dos nutrientes ao solo. As raízes
ajudam a abrir rochas para fazer partículas de terra (Figura 15.1). A terra dessas florestas é
também rica em húmus formado pelas folhas caídas. A rica terra cor café, formada nestas
florestas, faz com que elas sejam excelentes regiões para a vida humana. Muitas das áreas
do leste dos Estados Unidos estiveram um dia cobertas por bosques estacionais, atualmente
estão cobertas de granjas e cidades. Os bosques estacionais se encontravam também por
toda Europa e em partes da Ásia e Austrália.
As árvores dos bosques deciduais, mostram, através dos anéis de seus troncos, as diferenças
que ocorrem em suas taxas de crescimento anual devido à variação dos processos
fotossintéticos periódicos. Essas árvores são capazes de maximizar o uso da luz solar
disponível durante a primavera e o verão, para armazenar alimento em suas raízes e em
talos subterrâneos, e de conservar água durante o inverno. As árvores desses bosques
crescem em camadas ou estratos. Estas árvores: haja, maple, roble e nogal são muito
comuns na abóbada (árvores altas cujas folhas superiores obtém luz solar direta) dos
bosques estacionais. Estas árvores predominantes, em suas etapas de crescimento inicial
são capazes de crescer à sombra de árvores mais velhas, sucedendo eventualmente a
abóbada. Também se desenvolve um sub-bosque diversificado que contém arbustos e
pequenas árvores como o cornejo. No solo do bosque há samambaias, musgo, ervas e
brotos.
44
Os animais silvestres devem estar adaptados às mudanças periódicas de temperatura e
abastecimento de comida. Os bosques estacionais suportam um grande número de
herbívoros, porque as árvores provém folhas, brotos e sementes. Também sustentam muitos
mamíferos comuns como veados, esquilos, ratos, zorrillos, raposas e mapaches. Antes da
intervenção humana, havia também gatos monteses, ursos pardos e lobos. Pode-se também
encontrar muitas variedades de insetos e aranhas em grande quantidade.
15.2 CHAPARRAL.
Uma zona temperada chamada chaparral se desenvolve em altitudes intermédias no lado
oeste dos continentes . Essas áreas tem invernos chuvosos e verões secos. Esse tipo de
clima se encontra ao longo da costa do Mediterrâneo e na Califórnia, América do Sul e
Austrália.
Os longos períodos secos que se apresentam durante todo verão fazem que a área seja
suscetível ao fogo. O fogo seleciona aquelas espécies que são capazes de regenerar-se
rapidamente depois de incêndios. As árvores que se encontram nessas regiões possuem
folhas duras e menos de cinco metros de altura. Uma árvore característica dos chaparrais
australianos é o eucalipto. As árvores e plantas se adaptam para minimizar as perdas de
água no verão.
Muitos dos animais encontrados nos chaparrais são migratórios e vivem na área somente
durante o inverno e períodos de chuva. A maioria dos animais encontrados na área não tem
cores chamativas e se camuflam com a aparência da paisagem. Lebres, ratos silvestres e
diversos tipos de lagartos, são habitantes permanentes desses pequenos bosques.
15.3 BOSQUE SUBTROPICAL PERENE.
Na costa leste dos continentes, em locais subtropicais como Flórida nos Estados Unidos,
existem duas estações chuvosas com longos períodos ocasionais de seca. Essa área
desenvolve uma complexa floresta de grande diversidade. As árvores perenes como o
carvalho, possuem pequenas folhas que conservam a umidade, adaptadas aos longos
períodos ocasionais de seca. Algumas das árvores são estacionais.
Estes bosques subtropicais perenes incluem diversos níveis de plantas, desde a copa até a
base. As folhas da copa das árvores estão adaptadas ao brilho do sol, sendo pequenas,
grossas e pesadas, e as folhas que vivem na parte sombria são mais longas e finas. Algumas
espécies, como o cornejo, são ocupantes permanentes do sub-bosque. Pode-se encontrar
também plantas epífitas que crescem nas árvores e outras plantas, como por exemplo
musgos, líquens e orquídeas.
A queda das folhas se dá com a mesma intensidade tanto no outono como na primavera;
este leito forma uma reserva de matéria orgânica que inclui sementes capazes de germinar e
restaurar o bosque em desenvolvimento inicial. Além da queda fixa das folhas (duas gramas
de folhas por metro quadrado por dia), existe também uma constante perda de talos de
antigos ramos, troncos, etc. Um complexo sistema de microorganismos trabalha na
reciclagem de biomassa. No bosque existe uma complicada rede de organismos:
herbívoros, insetos, carnívoros, abelhas que facilitam a polinização, e decompositores como
45
as formigas que consomem dejetos e os digerem. Os pássaros, ratos e esquilos ajudam no
controle da população de insetos e transporte de sementes.
Diversos insetos se alimentam de distintas partes de cada tipo de árvore ou planta. Os
insetos estão adaptados ao papel de consumir qualquer excesso. Se alguma planta cresce
demasiadamente, seus insetos consumidores ou organismos de enfermidades aumentarão
até que o balanço das espécies alcance novamente o equilíbrio. Como a maioria dos insetos
e enfermidades são específicas para certas espécies, também decrescerão em número
quando as espécies de plantas voltarem a sua densidade normal. Em um bosque diverso,
ainda quando um tipo de árvore sucumbe à enfermidades e infestações de insetos, o
ecossistema não se destrói. Quando os bosques são devastados, a sucessão tem que se
reiniciar novamente (estes são exemplos de sistemas oscilantes simulados no Capítulo 9).
15.4 BOSQUE PLUVIAL TEMPERADO.
Onde os ventos ocidentais e tempestades se movem do oceano desde a costa montanhosa
ao oeste dos continentes, se desenvolvem as florestas temperadas úmidas. Estas áreas
recebem grande quantidade de chuva, e a temperatura é moderada pelos ventos marítimos.
Existem também épocas no verão em que o ar seco continental está presente,
incrementando a transpiração. Nestas zonas se desenvolvem árvores gigantes. A superfície
das árvores está coberta de musgo e vegetação exuberante, respondendo às condições de
umidade. Um exemplo deste tipo de bioma é o bosque temperado de Seattle, Estado de
Washinton nos E.U.A. Outros bosques pluviais temperados se encontram ao longo da costa
oeste de Nova Zelândia, Canadá e Chile.
15.5 SUCESSÃO FLORESTAL.
A sucessão florestal é a seqüência de etapas que se desenvolvem depois de distúrbios
quando as fontes de sementes e animais estão próximos. Se a condição inicial fora solo nu,
a sucessão consistirá na acumulação de reservas no solo, crescimento da população
microbiana, e desenvolvimento das propriedades que se encontram em um ecossistema
maduro. As características do ecossistema maduro são: alta diversidade, reciclagem de
nutrientes, reserva de matéria orgânica no solo, e plantas e animais que utilizam a maior
parte da luz solar e outros recursos. A maturidade característica de um ecossistema se
denomina clímax.
Em latitudes temperadas, principalmente em áreas de pluviosidade moderada e sem
vegetação, a sucessão se inicia com o rápido crescimento de plantas silvestres, como ervas
e gramíneas. Uma erva silvestre é uma planta que tem um alto índice de produtividade
líquida, mas desenvolve uma estrutura que não dura muito tempo. As primeiras ervas
silvestres cobrem o solo rapidamente, ajudam a capturar a energia solar, chuva, e
nutrientes, e iniciam a acumulação de matéria orgânica no solo até que morrem e decaem.
Em um ano ou dois, essas primeiras ervas silvestres são substituídas por gramíneas de
maior tempo de vida e arbustos, como a amoreira preta.
Se as fontes de sementes estão pelos arredores, depois de vários anos surgem pinheiros, que
em curto tempo sobrepassam a vegetação gramínea cobrindo-a de sombra. As espécies de
pinheiro dependem muito do tipo de solo e umidade da área. Como os bosques de pinheiros
se fazem sombrios, surgem árvores de madeira dura.
46
15.6 SUB-CLÍMAX DO FOGO.
Os relâmpagos e os seres humanos usualmente iniciam incêndios. Muitos pinheiros são
resistentes a estes, devido à espessa casca que possuem as árvores maduras e as longas
folhas aciculares (em forma de espinhos) dos brotos ternos e árvores jovens. Os incêndios
que não são muito intensos, como o fogo de lento movimento no solo quando a vegetação
não está muito seca, eliminam os brotos de árvores de grande porte que possuem uma casca
fina sensível ao fogo.
Se os incêndios são regulares (intervalo de poucos anos), o ecossistema permanece na fase
de pinheiros. O leito de folhas espinhosas de pinheiro é muito inflamável, fazendo que o
bosque seja mais suscetível ao fogo. Esse tipo de bosque de pinheiros se chama sub-clímax
do fogo. Quando a vegetação rasteira se queima, se libera fósforo e potássio que vai ao
solo, mas o nitrogênio se expele em forma de gás. Para repor este nitrogênio do solo,
bosques de sub-clímax de fogo desenvolvem ervas e arbustos fixadores de nitrogênio.
Se os incêndios se mantém distantes por dez ou vinte anos, os pequenos arbustos e galhos
se fazem mais densos. Então, se um incêndio começa em um período seco e de vento, dará
como resultado um muito destrutivo fogo em auge que pode matar os pinheiros assim
como o sub-bosque. Muitos regulamentos de contaminação do ar dificultam o controle do
fogo deliberado, ainda durante períodos úmidos e sem vento. Os perigosos fogos em auge
podem destruir todas as árvores em áreas onde antigamente incêndios freqüentes evitavam
fogos prejudiciais.
15.7 CLÍMAX.
Se as queimadas forem evitadas por um período muito longo, como em áreas baixas de solo
úmido, o sub-bosque misto de madeira de lei começa também a dominar a abóbada. Os
pinheiros não se reproduzem abaixo dessas condições de obscuridade. Desta maneira surge
uma grande e complexa diversidade florestal. Será mantido um micro-clima úmido o qual
dificulta o fogo. As condições de obscuridade são adequadas para as espécies de árvores de
grande porte de maneira que o sistema tende a reproduzir-se por si mesmo. Quando o
bosque adquire estas características diz-se que está no clímax.
As ervas silvestres e espécies pioneiras estão disponíveis nos bosques em clímax para
repetir a sucessão. Isso ocorre, por exemplo, se uma árvore for derrubada e deixar um
espaço livre, se acontecer um desastre natural ou se o bosque for cortado pelos seres
humanos de forma racional. Se, pelo contrário, for cortado excessivamente ou queimado
com muita freqüência, ele pode perder a capacidade de se renovar com facilidade.
Cada clima e solo de uma área tem etapas particulares de sucessão. Na zona temperada de
bosques estacionais, bosques subtropicais perenes e bosques tropicais úmidos são clímax
florestais. Os chaparrais e os bosques de pinheiros são bosques de sub-clímax de fogo.
15.8 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 15
1. Definir os seguintes termos:
1. decidual
47
2. abóbada
3. sub-bosque
4. hibernação
5. húmus
6. estrato
7. temperado
8. chaparral
9. bosque subtropical perene
10. sub-clímax do fogo
11. tolerância ao fogo
12. esquilos
13. epífita
2. Compare os climas dos bosques deciduais, chaparrais, bosques subtropicais perenes e
bosques pluviais temperados.
3. Nomeie as plantas que estão localizadas no bosque temperado decidual e os chaparrais.
4. Explique como as mudanças climáticas nos bosques deciduais se manifestam nos ciclos
de crescimento anual das árvores e comportamento decidual de animais.
5. Explique como os incêndios influem na vegetação dos chaparrais e no bosque de pinheiros
de sub-clímax de fogo.
6. Explique quais bosques geralmente possuem melhor solo, pior solo, e diga, sucintamente,
como o clima ajuda a determinar a qualidade do solo.
7. Identifique o tipo de bosque que está mais próximo a sua casa. Se não for um dos vistos
no Capítulo 15, veja quanto e em que direção teria que viajar para estar em um desses
bosques.
8. Investigue o processo de sucessão de sua área. Faça uma viagem de campo para
observar as diferentes etapas
48
CAPÍTULO 16. BIOMAS DE PRADARIAS E DESERTOS
OBJETIVOS:
1. Explicar a importância da evapotranspiração e da pluviosidade em bosques
transformados em ecossistemas de pradaria.
2. Descrever as condições necessárias para se desenvolver um deserto.
3. Localizar os desertos e pradarias em mapas.
4. Discutir a importância das glaciações em relação à formação de um novo solo.
5. Explicar a importância da freqüência de incêndios em pradarias em desenvolvimento.
6. Diferenciar entre os tipos de pradarias com pasto alto, estepes e planícies com pasto
pequeno.
7. Diferenciar entre os tipos de desertos de latitudes temperadas e subtropicais.
8. Descrever o processo de transformação de um bosque de arbustos espinhosos em um
deserto.
Ao sul dos bosques temperados no hemisfério norte, se situam os biomas de desertos e
pradarias. Estes biomas se caracterizam por um clima onde a evapotranspiração é similar à
quantidade de chuva. Os solos são geralmente secos, há pouca drenagem, e a água
disponível é insuficiente para sustentar o bioma florestal.
16.1 PRADARIAS TEMPERADAS.
Em latitudes dos ventos do oeste e tormentos ciclônicos, conforme se viaja desde a costa
oeste dos E.U.A. com direção leste, a pluviosidade diminui e o bosque dá lugar às
pradarias. Estavam originalmente dominadas por grandes manadas de herbívoros tais
como o bisonte e o antílope. Na Figura 16.1 está esquematizado o ecossistema de uma
pradaria.
A última Era Glacial desempenhou um importante papel na formação do solo das grandes
pradarias. Os glaciares, ao avançar, empurraram enormes quantidades de terra a seu redor.
A diferença de temperatura entre a frente do glacial e o ar circundante, causou fortes ventos
que arrastaram a terra. Este material arrastado pelo vento, denominado loess, foi acumulado
em grossas camadas sobre as Grandes Planícies. A acumulação de loess deu origem a uma
espessa camada de terra na qual puderam desenvolver-se as pradarias.
O ecossistema de uma pradaria deve suas características, em parte, aos incêndios
periódicos. A Figura 16.1 tem dois sinais de controle para as duas condições necessárias
para produzir um incêndio. O primeiro é para a biomassa morta, o pasto cresce e depois se
seca. A segunda é um relâmpago para começar o fogo.
49
Figura 16.1 Ecossistema de uma pradaria. H= manadas de herbívoros de grande porte tal como o
bisonte; M = microorganismos decompositores; B = pássaros imigrantes, C = carnívoros tais como
coiotes e lobos.
Durante o inverno, a água cai em forma de neve. Na primavera, quando a neve se derrete,
os pastos estão aptos para crescer verdes e brilhantes devido a toda a água disponível. No
entanto a água não está disponível facilmente o resto do ano. Conforme o verão chega e se
vai, as folhas altas de pasto se secam e morrem, convertendo-se em matéria orgânica. Esta
matéria orgânica seca se incendeia facilmente durante as tempestades. O fogo corre pelas
planícies restituindo os nutrientes ao solo em forma de cinza, e assim se fazem úteis para o
crescimento do pasto da próxima primavera. Os pastos não morrem pelo fogo devido a que
possuem partes subterrâneas com capacidade de crescer. Outras formas de vegetação, como
árvores e arbustos, morrem por causa da deficiência de água ou pela passagem do fogo. Por
esta razão, os incêndios tendem a sustentar o ecossistema de uma pradaria.
Onde as condições para o crescimento são melhores, se desenvolvem as pradarias de
pastos altos. Esta vegetação cria uma turfa maciça de matéria orgânica devido à densa rede
de raízes do pasto. Quando as plantas morrem, não são completamente consumidas. A
combinação de loess profundos e matéria orgânica turfosa dá como resultado uma das
formas mais ricas de solo para agricultura. As Grandes Planícies dos Estados Unidos são o
principal exemplo desta acumulação e são algumas vezes chamadas "a cesta de pão do
mundo" por causa da grande vegetação que podem suportar. Sua riqueza deu como
resultado a atual falta de pradarias nos Estados Unidos. Muitas das pradarias originais deste
país estão agora debaixo de cultivo, e existe a tendência de transformar as poucas pradarias
50
naturais que restam em Parques Nacionais, para assegurar a não extinção destes
ecossistemas.
Embora os campos possam parecer monótonos ao observador comum, isso não ocorre na
prática. Antes da agricultura, os campos foram continuamente controlados por grandes
manadas de herbívoros. Os dejetos fecais destas manadas enriqueciam o solo e permitiam à
natureza sustentar uma ampla diversidade de animais silvestres. A maioria dos pequenos
animais das planícies estavam adaptados a uma vida subterrânea, onde as condições ao
longo do ano são relativamente estáveis.
O lado oeste dos continentes é dominado por estepes. Muitos destes estepes têm mais de
cem anos. Esta vegetação tem aglomerações de pastos separados por áreas relativamente
áridas. Cada mecha de pasto é um pequeno micro-ecossistema com seus próprios
produtores, consumidores, decompositores e ciclos nutritivos que absorvem o sereno dos
ventos úmidos.
Outro tipo de ecossistema de pradaria são as planícies de pasto pequeno. Se encontram em
zonas mais altas e frias, onde a pluviosidade anual é menor que 50 cm por ano. O pasto
nestas áreas tende a ser uniformemente distribuído.
16.2. DESERTOS.
O ecossistema desértico se desenvolve em lugares onde a pluviosidade é muito escassa. Os
desertos variam dependendo dos padrões pluviométricos, temperatura e substratos (rochas,
areia, resíduos vulcânicos, etc.).
Os desertos de latitudes temperadas estão distantes das fontes oceânicas de umidade. São
frios e congelam no inverno, mas são quentes e secos no verão. A vegetação se apresenta
em grupos, e está adaptada a uma variedades de maneiras de conservação da pouca
umidade disponível. Muitas plantas do deserto, como o cactus, armazenam água na polpa
de seus troncos cobertos com espinhos, para evitar serem comidos pelos animais. Outras
não possuem folhas, mas concentram a clorofila nos troncos, isto evita a perda de água pela
redução da área superficial exposta aos ventos secos.
Algumas plantas desenvolveram uma estratégia de reprodução que elimina sua exposição
às severas condições durante a maior parte do ano. Quando raramente chove as flores
crescem rapidamente, dão sementes e morrem. Então, as sementes se espalham até que
começa o próximo ciclo de chuvas. Os "tumbleweed", típicos do deserto norte-americano,
são na realidade esqueletos de plantas mortas. Conforme rodam junto com o vento, suas
sementes se soltam do esqueleto, espalhando-se ao redor de uma grande área e aumentando
as oportunidades de obter água.
Os animais também usam esta estratégia para sobreviver nas severas condições do deserto.
Quando chove, se desenvolvem lagoas temporárias, aparecem rapidamente pequenos
crustáceos chamados camarões de água salgada que crescem rapidamente devido à
matéria orgânica acumulada, que possivelmente se conservou nessas depressões durante
muito tempo. Os camarões se desenvolvem, se unem e põem ovos antes de que as lagunas
fiquem totalmente secas. Os ovos são resistentes à desidratação e podem ser conservados
por anos antes de ser expostos à água e repetir o ciclo. Estes ovos, por serem muito leves,
51
são arrastados pelo vento, ajudando assim que sua população se dissemine. Em alguns
lugares do deserto, os ovos de camarões de água salgada se reúnem em depressões ou
contra objetos fixos, fazendo fácil sua coleta para serem usados como alimento vivo de
peixes em aquários; simplesmente colocando- os em depósito de água, se abrem e tornamse uma fonte de comida instantânea.
Os desertos subtropicais são muito quentes, secos e algumas vezes com pouca vegetação,
embora haja presença de vida. A alga terrestre vive em fendas na areia, pequenos insetos se
alimentam dela e formam uma completa cadeia alimentar. No deserto do Saara (África), o
principal predador é um pequeno mamífero chamado topo dourado, pouco menor que um
rato. Este animal obtém todo seu alimento e umidade dos insetos que come enquanto
escava na areia. Em certos lugares destes desertos, a água situada nas profundidades brota
na superfície formando oásis. Estes oásis sustentam uma exuberante vegetação no meio dos
desertos, e estão tão distantes uns dos outros que podem ter diferentes espécies de plantas e
animais.
Os desertos sofrem mudanças em sua aparência. No setor por onde chegam as correntes de
ventos, a areia é arrastada e levada longe. Este lado do deserto não tem nada exceto rochas
áridas e sustenta pouca vida pois não há solo. No outro lado do deserto, a areia arrastada
pelo vento se deposita formando grandes dunas móveis. Não há uma considerável
vegetação, porque seria rapidamente coberta pela areia.
16.3 BOSQUE DE ARBUSTOS ESPINHOSOS.
O bosque de arbustos espinhosos é característico de zonas onde chove pouco mas
regularmente e onde se realiza pastoril de animais. A presença de animais que pastam atua
como um processo de seleção natural que mantém a vegetação comestível cortada e evita
seu crescimento; isto permite à vegetação espinhosa e não comestível fazer-se a espécie
dominante. Este é um problema crescente nas áreas excessivamente populadas por cabras.
Já que o pastoril excessivo pode dar como resultado a diminuição da produtividade total do
ecossistema, deve-se revisar se é ou não um bom uso da terra.
16.4 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 16
1. Defina os seguintes termos:
1. evapotranspiração
2. loess
3. pradarias temperadas
4. estepes
5. oásis
6. desertos
7. bosque de espinhos
2. Descreva as condições necessárias para que se desenvolva um deserto.
3. Qual foi a contribuição dos glaciares à fertilidade das Grandes Planícies ?
52
4. Qual é o papel que desempenham os incêndios para manter as pradarias ?
5. Como você distinguiria uma estepe das planícies de pastos pequenos ?
6. Qual é a diferença entre os desertos de latitudes temperadas e os desertos subtropicais?
53
CAPÍTULO 17. BIOMAS TROPICAIS
OBJETIVOS:
1. Localizar os biomas tropicais no globo.
2. Diferenciar as condições climáticas das selvas tropicais úmidas, selvas nubladas, selvas
monçônicas e savanas tropicais;
3. Relacionar as condições climáticas da selva tropical úmida com seu biota;
4. Comparar as adaptações da biota na selva monçônica com as da biota na savana tropical.
Os ecossistemas tropicais se encontram entre as latitudes 22 graus Norte e 22 graus Sul.
Os ecossistemas predominantes na maioria das áreas tropicais são as selvas tropicais e as
savanas.
17.1 FLORESTA TROPICAL ÚMIDA.
A selva tropical pluvial pode ser encontrada em extensas áreas de terras baixas da Bacia
Amazônica (América do Sul), nas Índias Orientais e na Bacia do Congo (África Ocidental).
O clima é quente e úmido durante todo o ano. A precipitação sobrepassa os 7 cm mensais e
as temperaturas variam pouco. Nenhum outro bioma terrestre tem um clima tão uniforme.
Poucos, dos muitos aspectos do ecossistema das selvas tropicais pluviais estão
representados na Figura 17.1. Uma exuberante vegetação cobre a topografia da selva
tropical pluvial. Abaixo das árvores mais altas (abóbada) está a sub-selva: árvores
pequenas adaptadas à sombra. Mais abaixo ainda, estão as ervas e galhos tolerantes a
condições sombrias. Nos tecidos dos ramos das árvores se encontram as lianas (trepadeiras
tropicais silvestres). Os ramos das árvores e as lianas servem como suporte para as plantas
epífitas; este tipo de planta cresce aderida às árvores, mas extrai seus nutrientes da água que
goteja destas. As epífitas mais comuns na selva tropical pluvial são as orquídeas, bromélias
e samambaias. A densa camada de árvores perenes absorvem a maior parte da luz, em
conseqüência poucas plantas crescem no piso da selva, geralmente livre de vegetação.
Unicamente ao longo dos rios ou nos limites das claridades há uma espessa muralha de
vegetação que se estende até o piso.
A maior parte da produção florestal contribui para manter uma intrincada rede de raízes e
de troncos maciços, que por sua vez sustentam as pesadas árvores no solo encharcado.
Devido às altas temperaturas e a tantos tipos de insetos, fungos e bactérias, as folhas se
decompõem tão rápido como caem ao piso, por ele se pode observar que em qualquer
momento existe unicamente uma fina camada de leito vegetal.
A vida animal na abóbada é abundante. Entre os moradores das copas das árvores estão as
serpentes, sapos arborícolas, lagartos arborícolas, um grande número de insetos, pássaros e
mamíferos.
As selvas tropicais pluviais produzem muitas madeiras de lei valiosas e belas, como são o
ébano, a caoba, o jacarandá e outros. Centenas de outros produtos úteis ao homem provém
de espécies da selva tropical pluvial - borracha, cacau e o curare (um extrato resinoso
utilizado como relaxante muscular ou para envenenar flechas).
54
As selvas tropicais pluviais contém a maior reserva mundial de genes, alguns deles muito
valiosos, que ainda não foram utilizados pela sociedade humana. O enorme crescimento das
populações humanas nas regiões tropicais está causando uma rápida destruição de suas
selvas. A maior parte das espécies da selva tropical pluvial não pode viver separadas do
complexo que integra. Se extinguem quando as separam de seu hábitat. Qual será o futuro
da humanidade se destruirmos a vida que a natureza demorou milhões de anos para
produzir ?
As principais categorias de espécies se apresentam na Figura 17.1, todavia cada símbolo
representa centenas de espécies. Observe alguns dos seguintes caminhos: primeiro, a chuva
chega às plantas epífitas na copa das árvores, antes de molhar o solo. As abelhas e os
pássaros controlam a polinização, e os morcegos, tucanos e papagaios controlam a
distribuição das sementes. As sementes distribuídas pelos animais crescem, convertendo-se
em árvores de sub-selva; estes, por sua vez se transformam em grandes árvores com copa.
Os animais ajudam ao processo de decomposição, que recicla os nutrientes absorvidos logo
pelas árvores, através de suas raízes.
Figura 17.1 Ecossistema da selva tropical pluvial.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
17.2 FLORESTAS TROPICAIS DE ALTURA (NUBLADAS).
A medida que se sobe ao nível das nuvens nas montanhas tropicais (cerca de 1000 a 1500
m), a umidade aumenta até alcançar 100% de umidade relativa. A evapotranspiração se faz
mínima. As selvas nessas montanhas se chamam selvas nubladas. São pequenas selvas
com chuvas estacionais e neblina quase todo o ano, permanecem encharcadas ainda quando
a precipitação não é grande, e apresentam uma grande população de epífitas. Como há
55
pouca evapotranspiração, 90% da chuva se drena e pode ser utilizada pelas populações das
terras baixas. As selvas nubladas promovem excelente proteção contra erosão.
17.3 FLORESTAS TROPICAIS DECIDUAIS.
Na Índia e no Sudeste Asiático ocorre uma inversão anual dos ventos denominado
monções. Se deve ao aquecimento e esfriamento periódico das terras do Tibete. As
monções de verão levam o ar tropical pluvial à Índia. No inverno, o vento se inverte e leva
ar quente desde as montanhas da Ásia Central onde se encontram as selvas pluviais. Esse ar
quente seca as selvas, e para a primavera, o ambiente está quente e ressecado. Animais,
como as serpentes, se escondem e se inativam até que os ventos mudem de direção e as
chuvas voltem. Como muitas árvores perdem suas folhas na estação seca, o bioma pode
descrever-se como uma selva tropical decidual (selva monçônica).
As selvas estacionais típicas estão na Ásia Meridional; selvas semelhantes se encontram na
África e na América do Sul. Formam um cinturão, entre a selva tropical pluvial e a savana.
Essas áreas têm pluviosidade suficiente para suportar as selvas tropicais pluviais, mas
possuem curtas estações secas. Muitas das árvores da abóbada perdem suas folhas durante a
época seca e por ele mais luz alcança o nível da sub-selva perene.
As árvores expostas a mudanças periódicas, armazenam reservas alimentícias, que são
utilizadas para promover o brotamento das folhas. Muitas dessas árvores podem resistir à
desfolhação (destruição das folhas) provocado por herbicidas. Sua sobrevivência se
observou logo depois do lançamento massivo de herbicidas nas selvas tropicais, durante a
Guerra de Vietnã. Enquanto que os manguezais perenes não sobreviveram porque tinham
poucas reservas; tiveram que crescer a partir de brotos.
Em biomas mais tropicais, a vegetação a nível do solo está tão dispersa que uma pessoa
pode andar para qualquer direção facilmente. Todavia, depois de que uma selva foi cortada,
sua rápida regeneração produz uma densa vegetação que é difícil de penetrar. Algumas
vezes, a palavra "selva" é apropriada. Mais tarde, são obscurecidas pelo surgimento das
árvores da abóbada.
17.4 SAVANAS TROPICAIS.
As savanas são pradarias tropicais com uma pequena quantidade de árvores ou arbustos
dispersos. Se desenvolvem em regiões de alta temperatura, que tem marcada diferença entre
as estações seca e úmida. Na estação úmida o crescimento é rápido, mas se secam e baixam
em qualidade durante a estação seca. As savanas tropicais cobrem áreas extensas na
América do Sul, África, Índia, Sudeste Asiático e Austrália Setentrional.
Na África, a savana é o lugar de grandes mamíferos herbívoros (zebras, anus, antílopes,
elefantes) que são controlados por grandes carnívoros, tais como leões, leopardos e cheetas.
Os restos das vítimas desses predadores são removidos por hienas e abutres. O fogo regular
é importante para este sistema, dele depende a manutenção das pradarias em lugares onde
as manadas não são tão numerosas. Um diagrama deste ecossistema seria similar ao da
Figura 16.1.
56
O crescimento animal e vegetal na savana tropical, depende das distintas alterações
periódicas. Os grandes animais emigram em busca de água, e seus ciclos reprodutivos
correspondem à disponibilidade de crescimento de novas plantas suculentas. Muitos
animais se reúnem em grandes manadas. É necessário uma grande área de produção
fotossintética para alimentar estes grandes animais consumidores de alta qualidade.
17.5 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 17.
1. Defina os seguintes termos:
1. selva tropical pluvial
2. lianas
3. epífitas
4. arborícola
5. selva monçônica
6. Savana
2. Faça uma lista das principais áreas do mundo, onde existem selvas tropicais pluviais.
3. Porque nas selvas tropicais pluviais a camada de leito é tão fina?
4. Dê os nomes de vários animais arborícolas que se pode encontrar na selva tropical pluvial.
5. Relacione as características de uma selva nublada.
6. Desenhe uma cadeia alimentar da savana africana.
7. Contraste e compare os padrões de temperatura e de precipitação da selva tropical pluvial,
da selva tropical pluvial decidual da savana tropical.
57
CAPÍTULO 18. SISTEMAS AGRÍCOLAS
OBJETIVOS:
1. Listar as diferenças entre práticas agrícolas intensivas de alta energia e práticas agrícolas
de baixa energia.
2. Listar as três classes de maior importância dos produtos alimentícios agrícolas e dar
exemplos de cada uma.
3. Dar exemplos do controle natural de biodiversidade.
4. Listar os fatores limitantes na administração efetiva de pastos.
5. Dar exemplos de como os níveis de nutrientes afetam a produção.
Os sistemas agrícolas são a principal fonte mundial de alimentos para a população. Estes
sistemas, algumas vezes chamados agro-ecossistemas, normalmente consistem de várias
partes e processos. Incluem: uma área de cultivo (com solos formados por processos
geológicos e ecológicos prévios), produção e equipamentos para semeação e colheita,
limpeza do terreno e safra. É necessário um mercado para comprar a produção e promover
o dinheiro para a aquisição de combustíveis, fertilizantes, mercadorias e serviços que
mantém funcionando o sistema.
Um agro-ecossistema é um sistema em que o ser humano atua como administrador e
consumidor. Em um ecossistema selvagem os animais atuam como consumidores e
administradores. Os organismos selvagens espalham constantemente sementes e invadem o
território dos agro-ecossistemas. Se os fazendeiros não controlassem os agro-ecossistemas
com pesticidas, limpando a terra, arando e outros métodos, o ecossistema selvagem se
restabeleceria por si mesmo. As fazendas podem prosperar devido ao valor de trabalho
realizado previamente pelo ecossistema selvagem no desenvolvimento do solo. A maioria
dos fazendeiros gradualmente esgotam o solo ainda que este seja fertilizado. A rotação do
solo para voltar à sucessão natural se chama usualmente ciclo sem cultivo e é um método
para reestruturar o solo.
Primitiva, a agricultura de baixa energia usa o trabalho humano e de animais da fazenda
sem combustível ou maquinaria elétrica. A agricultura intensiva moderna envolve um
grande fluxo de combustível e maquinaria elétrica; usa muita energia para produzir todos os
bens e serviços, assim como também o processamento e transporte de produtos. Este tipo de
agricultura necessita mais recursos para conseguir maior rendimento (produtos produzidos)
por pessoa, por área, e por dólar. Uma das questões mais importantes de nosso tempo é
saber se a agricultura será substituída por um sistema que use menos energia. Se pensou
que isto poderia acontecer quando combustíveis e outros recursos fossem insuficientes e
necessitassem de muito trabalho para obtê-los.
Dois séculos atrás, a maioria das fazendas eram altamente auto-suficientes com operações
familiares. Um granjeiro produzia de acordo com a própria necessidade e somente vendia
alguns produtos. Agora, a maioria das pessoas nas cidades compram seus alimentos de
mercados altamente diversificados. Estes mercados obtém alimentos de muitas fazendas
intensivas diferentes, cada uma delas especializada e com produção em massa de alguns
produtos para venda.
58
A agricultura intensiva "moderna" usa insumos de alto custo, tais como fertilizantes,
máquinas e pesticidas. Não existem sistemas completamente auto- suficientes. Todavia, há
um progressivo interesse em voltar a métodos menos intensivos usados antigamente. Se isto
continua por esse rumo, a aquisição desse tipo de energia (fertilizantes, serviços , etc.)
decrescerá. As fazendas alternarão o uso da terra para que o solo possa reabastecer-se de
nutrientes.
Os tipos mais importantes de agro-ecossistemas mundiais podem ser classificados em três
categorias :
a) colheita de raízes (batata, mandioca, cenoura, etc.) que são os alimentos principais em
muitos países de latitudes tropicais ;
b) colheita de grãos (milho, trigo, aveia, cevada, arroz, centeio) alimentos de maior
produção em latitudes temperadas e em climas de monções; e
c) produção de carne (gado, carneiros, aves, etc.), comum em países com economia
altamente desenvolvida e em muitos países frios.
A produção de raízes é em sua maioria de carboidratos; estes abastecem o 'combustível'
necessário, mas não as proteínas, vitaminas, etc., requeridas para uma dieta balanceada. Os
grãos contém algumas proteínas. A dieta de carnes (como nos Estados Unidos e Europa)
contém mais proteínas do que o necessário e, às vezes, são descritas como dietas de luxo.
18.1 PASTOS DE GADO.
Na Figura 18.1 se mostra como opera o sistema de pastoreio. A fonte de energia renovável
necessária para o sistema é o sol, o vento e a chuva. O fertilizante é acrescentado.
O pasto e o trevo são utilizados para o consumo direto do gado e a produção de feno para
armazenar alimento no inverno e períodos de seca. Os bens e serviços se usam em todos os
processos da fazenda. Mostra-se o gado em todos seus ciclos de reprodução e procriação.
Mostra-se também o rendimento.
À direita do diagrama estão os fluxos de energia do processo econômico no que circula
dinheiro. As aplicações de equipamento, trabalho, fertilizantes, pesticidas, blocos de sal,
etc., se pagam com o dinheiro obtido com a venda do gado. Pode-se ver o dinheiro das
vendas indo ao depósito de dinheiro do fazendeiro e a partir daí sendo aplicado. (Veja seção
1.5 para revisar o símbolo de transação monetária).
59
Figura 18.1 Diagrama de um sistema de pastos.
É necessário uma administração efetiva das terras de pastoreio para produzir o maior
número de gado saudável no menor tempo possível. Dois limitantes particulares requerem
uma administração cuidadosa: (1) Os níveis de nutrientes de muitas terras são baixos,
especialmente os níveis de nitratos e fosfatos; e (2) Os pastos não crescem na mesma
proporção ao longo de todo o ano. Isto significa que a capacidade de pastoreio varia
temporariamente. A capacidade de abastecimento se refere à quantidade de gado que uma
pastagem de gado pode suportar com todos os animais relativamente saudáveis e o
pastoreio proporciona quantidade suficiente de alimento. (Figura 18.2 ).
Figura 18.2 Padrão estacional de pasto e produção de gado em climas com chuvas de verão. O
excedente de verão é usado como forragem de gado no inverno.
Alguns fosfatos provém da água de chuva, e o fosfato adicional da aplicação de fertilizante
com superfosfato (que é fabricado com fosfato de rocha). Os níveis de nitrato se
suplementam com fertilizante de nitrogênio e pelo crescimento de trevos fixadores de
nitrogênio nos pastos. Em algumas áreas, traços dos elementos cobalto e molibdênio
devem ser adicionados para prevenir enfermidades nutricionais do gado.
60
Um exemplo periódico de crescimento do pasto, em muitas áreas de produção de gado, se
mostra na Figura 18.2. A produção de pasto é limitada no inverno por causa das baixas
temperaturas. Os fazendeiros são capazes de aumentar seu rebanho mais do que a produção
normal de pasto pode suportar, o excedente da colheita de pasto de verão e outono. Além
disso, algumas áreas são irrigadas em épocas secas. Cada prática administrativa, como a
adição de fertilizantes e a colheita de feno, é altamente mecanizada e requer combustíveis.
Como o custo de energia de combustíveis fósseis aumenta, alguns fazendeiros estão vendo
que é mais econômico empregar uma estratégia de administração de baixa energia. Isto
inclui acabar com a produção de feno quase por completo e aumentando tanto a quantidade
de gado como pode suportar a capacidade de sustentação natural do pasto. Os níveis de
nutrientes do solo e níveis de alimentação no inverno são monitorados cuidadosamente.
Desta, maneira o gado recebe somente uma dieta de sobrevivência durante o inverno. O
rendimento com esta estratégia é mais baixo, todavia, a inversão na produção é também
mais baixa. Esta inversão se refere ao tempo, esforço ou dinheiro utilizado para ganhar
futuros benefícios lucrativos. O retorno financeiro pode ser o mesmo ou maior que na
estratégia de administração de alta energia. A administração de baixa energia requer mais
mão-de-obra.
18.2 AGRICULTURA AUTO-SUFICIENTE.
A Figura 18.3 é um modelo de agro-ecossistema familiar que é mais auto-suficiente que o
sistema de pastoreio de gado (Figura 18.1). A fazenda mostrada no diagrama recebeu um
prêmio pelo alto grau de auto suficiência, comparável à fazenda dos colonizadores
pioneiros. Todavia, ela necessita de uma grande aplicação de energia e bens da economia
principal. A economia de sobrevivência na sociedade atual provavelmente requer que se
realizem algumas compras externas.
Existem duas notáveis diferenças entre o agrossistema da família Taylor (Figura 18.3) e o
sistema de pastagem do gado. (1) A fazenda da família Taylor é muito diversificada (com
muitas colheitas e espécies diferentes de gado) e (2) as únicas compras feitas da economia
principal são equipamentos e algum alimento para porcos. Não há necessidade de
fertilizantes já que o esterco do gado é reciclado como adubo. Os Taylor não usam tratores,
em seu lugar contam com bois para o cultivo e arado. Usam máquinas simples e
econômicas que consomem pouco combustível fóssil. Sua fazenda produz quase toda
comida necessária para a família de quatro pessoas que vivem nela. Eles exportam alimento
suficiente para ser consumido por quase 16 pessoas e usam o dinheiro obtido para adquirir
algumas mercadorias fora e pagar a hipoteca e os impostos do uso de sua terra. O modelo
da fazenda de Taylor poderia ser comum no futuro, quando a energia se fizer cada vez mais
escassa.
No passado, as fazendas industriais aumentaram muito em tamanho e requereram uma
aplicação alta de energia empregando poucos trabalhadores. As fazendas no futuro
poderiam ser mais diversificadas e utilizar maior quantidade de pessoas; os habitantes
produziriam principalmente para satisfazer suas próprias necessidades e exportar alguns
produtos para obter dinheiro.
61
Figura 18.3 Diagrama da granja Taylor, um agro-ecossistema de relativa auto-suficiência (Burnett,
1978).
18.3 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 18.
1. Defina o seguinte:
1. agro-ecossistema
2. agricultura de baixa energia
3. agricultura intensiva ou de alta energia
4. diversidade
5. aquisição de entrada
6. rotação da terra
7. fixador de nitrogênio ou fixação de nitrogênio
8. capacidade de sustentação
9. rendimento
10. investimento
2. Diga ao menos duas diferenças entre a prática da agricultura intensiva de alta energia e a
prática da agricultura de baixa energia.
62
3. Quais são as três classes de produtos alimentícios agrícolas mais importantes no mundo?
Dê exemplos de cada uma delas.
4. Quais são os dois fatores limitantes na administração efetiva de terras de pastoreio?
5. De onde provém o fósforo do solo?
6. De onde provém o nitrogênio do solo?
63
CAPÍTULO 19. PLANTAÇÕES FLORESTAIS
OBJETIVOS: 1. Definir monocultura e aplicar este conceito a plantações florestais;
2. Comparar produção bruta e líquida em plantações de pinheiros e bosques naturais;
3. Identificar algumas técnicas de manejo de florestas;
4. Descrever a contribuição de um bosque maduro na economia humana.
Para maximizar a produção de produtos florestais para fins comerciais (este tipo de
produção é também chamada silvicultura), são realizadas as plantações de árvores, que
incluem pinheiros e eucaliptos, usando os mesmos princípios da agricultura. A terra é
preparada, é adicionado fertilizante, plantam-se as mudas e limpa-se o terreno de ervas
freqüentemente até que as árvores consigam se impor às plantas competidoras. Em poucos
anos elas podem ser colhidas tal como uma produção agrícola. As plantações florestais
requerem maior administração que um bosque natural, e portanto, maior uso de energia
direta e indireta, todavia também rendem mais.
As plantações provém a matéria prima a indústrias de papel e embalagens, assim como
madeira para construções; produzem também pequenos painéis de madeira, todavia estes
podem ser compactados e formar madeira prensada e grandes vigas.
19.1 PLANTAÇÕES DE PINHEIRO.
A Figura 19.1 mostra os principais aspectos de uma plantação de pinheiros. Observe que o
trabalho se reparte entre os fluxos de entrada provenientes do meio ambiente e a
retroalimentação proveniente da economia, tanto na plantação, limpeza do solo, podamento
e aplicação de produtos químicos.
Para maximizar a altura, as árvores são plantadas inicialmente muito próximas umas a
outras para que suas copas dêem sombras aos ramos mais baixos. Mas, logo algumas
árvores devem ser cortadas, para aumentar o espaçamento entre elas e permitir um
crescimento mais rápido por árvore. As árvores são cortadas quando são suficientemente
grandes para fazer papel, varas, postes e madeira para construção. Lotes de vários acres são
cortados de uma só vez, esta é uma prática que reduz os custos. Os sistemas de plantação
são relativamente similares aos modelos naturais de sucessão de pinheiros, exceto que a
administração humana tende mais para o monocultivo (com aglomerações densas) em
comparação a padrões naturais mais diversos. Extensas áreas com somente uma espécie de
cultivo se denominam monocultivos.
64
Figura 19.1 Sistema de plantação de pinheiros.
Muitos monocultivos, eventualmente desenvolvem epidemias de insetos (pragas). Em
muitas áreas do mundo, o uso intensivo de inseticidas em spray tem gerado variedades de
pestes quimicamente resistentes, que fazem a agricultura e o reflorestamento bastante
complicados. Práticas de manejo que intensificam a diversidade podem prover melhor
proteção contra insetos epidêmicos; a plantação principal pode ser de apenas uma espécie
de árvores, todavia se promove uma grande biodiversidade nos arbustos que coexistem com
eles.
Já que os bosques não manejados provém produtos úteis quase sem custo, é importante
estimular a sucessão natural onde não exista uma plantação ou outra agricultura. Isto
significa, manter áreas de bosque natural como fonte de sementes e reservas de genes
(genes de todos os organismos que levem consigo todas as características inerentes a sua
espécie). Algumas vezes, a necessidade de simplificar as plantações e de manter reservas
do patrimônio genético entram em conflito.
Continuamente são levantadas polêmicas para justificar ou criticar o uso de pesticidas para
limpeza do solo de ervas ou a aniquilação de insetos, as técnicas de manejo que usam
pesticidas, herbicidas e fertilizantes, fazem uso de energia em forma intensiva e são muitas
vezes destrutivas. Um exemplo desta polêmica é a preocupação de que produtos químicos
usados em manejo florestal sejam nocivos para o ser humano quando alcançam mantos de
água subterrâneos. Para evitar este problema, são realizadas investigações de métodos
65
biológicos de controle de pestes e reabastecimentos de nutrientes. Por exemplo, as
leguminosas, que são fixadoras de nitrogênio, podem ser plantadas antes de transplantar as
mudas. Podem ser plantadas mudas inoculadas previamente com mycorrhizeae (fungo
especial de raízes), que incrementa a capacidade das mudas de absorver nutrientes do solo,
reduzindo a necessidade de fertilizantes. Para diminuir o uso de herbicidas, podem ser
plantadas árvores muito próximas umas de outras, isto faz que os raios solares não
alcancem às plantas competidoras e permite que plantas debilitadas, suscetíveis a
enfermidades e pragas, sejam eliminadas mais tarde.
19.2 COMPARAÇÃO DO RENDIMENTO DE UMA PLANTAÇÃO FLORESTAL E UM BOSQUE
MADURO NÃO ADMINISTRADO
A plantação mostrada na Figura 19.1 é mais simples que o bosque natural de pinheiros na
Figura 3.3, e tem maior participação humana. A comparação entre um bosque natural
maduro e uma plantação, é mostrada na Figura 19.2. O bosque natural auto- mantido tem
cinco vezes mais produção bruta (510 E3 joules/m2/dia) que uma plantação (100 E3
joules/m2/dia), mas menos da metade do rendimento (42 E3 joules/m2/dia na plantação,
comparada com 22 E3 joules/m2/dia no bosque natural). No bosque natural quase toda a
matéria orgânica da fotossíntese vai para o trabalho que favorece a produção bruta, como
por exemplo: a diversidade e a reciclagem. Muitos dos nutrientes são obtidos mediante ação
microbiana no leito. O crescimento de novas plantas ocorre por reflorestamento natural.
Uma grande diversidade de árvores e organismos protegem contra epidemias de
enfermidades, insetos e contra a superpopulação de qualquer espécie. Exceto pela proteção,
o manejo de bosques maduros custa quase nada. Portanto, os rendimentos de um bosque
natural é muito alto em termos de gasto de dinheiro, mas necessita-se de grandes períodos
de tempo para que haja regeneração do corte.
66
Figura 19.2 Comparação entre um bosque natural (a) e uma plantação florestal (b).Os números se
referem às unidades de energia. A retroalimentação da economia (Bens e serviços) para a colheita
se expressa em equivalentes de madeira, para comparar com rendimentos madereiros.
A Figura 19.2 mostra que a plantação florestal necessita da entrada de fertilizante, plantio,
corte e outros tipos de trabalho. Quando se expressa como equivalentes madereiros, cerca
de 20 E3 joules/m2/dia contribuem com a economia. Em outras palavras, são adicionadas
novas fontes de energia. Quando se usa mais energia externa, muda o conceito e o nome do
sistema produtivo: a "silvicultura" substitui o bosque natural. Em retribuição a este
investimento, o bosque manejado produz cerca de 42 E3 joules/m2/dia. Assim, se duplica o
rendimento de produção do sistema que tem sido modificado pelos administradores do
bosque que operam na economia externa. Este cálculo é uma forma de mostrar que as
plantações de pinheiros fazem uma boa contribuição à economia (mas não à
biodiversidade). Os cálculos realizados em bases energéticas, seguirão sendo válidos pois
67
os preços dos insumos e produtos variam muito (isto inclui aos combustíveis fósseis). De
qualquer maneira, o rendimento por dólar da energia utilizada será menor conforme os
fertilizantes sejam mais caros. A eMergia líquida de florestas é considerada no Capítulo 27.
O bosque maduro é mais auto-administrável e rende menos. Ele oferece muitos serviços
que nem sempre são reconhecidos, ainda quando eles contribuam indiretamente à
economia. Estes serviços incluem:

reconstituição de solos,

redução da erosão,

concentração de nutrientes,

proteção dos cursos de água,

habitats para a vida silvestre,

proporcionam áreas de recreação,

limpeza do ar,

manutenção de reservas genéticas para a sucessão e usos futuros.
Os bosques naturais, algumas vezes são coletados por corte seletivo, só se remove um
pequeno número de árvores maduras; assim, o bosque permanece em sua fase de clímax.
De qualquer maneira, cortar e remover madeira de um bosque maduro, sem afetar outros
componentes do sistema florestal, é muito difícil. Freqüentemente o corte seletivo toma as
melhores árvores, deixando como reserva os geneticamente inferiores para produção de
sementes; isto significa que, no seguinte crescimento, as árvores serão inferiores.
19.3 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 19.
1. Defina o seguinte:
1. monocultivo
2. silvicultura
3. epidemia
4. banco de genes
5. mycorrhizae
2. Indique três artigos domésticos que antigamente eram feitos de produtos florestais, mas
que em nossos dias sejam sintetizados de combustíveis fósseis. Desde o ponto de vista
dos recursos, acredita-se que é melhor continuar desenvolvendo produtos, ou retomar o
uso de recursos renováveis? Explique sua resposta.
3. Porquê é importante reservar bancos de genes saudáveis em populações naturais?
4. Usando os dados da Figura 19.2, compare a plantação de pinheiros com o bosque natural:
produção bruta, produção líquida, investimentos da economia e produção para o mercado.
Como os monocultivos como plantações de pinheiros influenciam a população animal?
68
CAPÍTULO 20. SISTEMAS URBANOS
OBJETIVOS:
1. Listar as características mais utilizadas na determinação do local para uma cidade;
2. Definir o conceito de hierarquia relacionada às cidades;
3. Traçar o fluxo de energia dentro de uma cidade;
4. Explicar como os bairros residenciais se organizam, usando palavras e diagramas.
Usualmente não se pensa que as cidades sejam ecossistemas, todavia para o ponto de vista
da teoria de sistemas, as cidades apresentam muitas características que se observam em
outros ecossistemas como florestas e pradarias; unicamente a intensidade de atividades é
que é muito maior.
As cidades apresentam muitas características dos ecossistemas naturais, por exemplo:
produção, consumo, concentração de energia, decomposição e ciclo de materiais. Além
disso, o consumo de bens, energia e matérias primas são muito maiores nas cidades,
enquanto que a produção de alimentos e fibras é mais encontrada nas áreas rurais vizinhas.
A produção industrial de bens de consumo ocorre, de forma centralizada, em áreas urbanas.
20.1 DESENVOLVIMENTO URBANO.
O desenvolvimento de áreas urbanas é similar em todo o mundo. Na antiguidade, as cidades
eram pequenos povoados rodeados por terras para agricultura. O diagrama na Figura 20.1
mostra a relação entre áreas agrícolas e um povoado. O alimento e outros produtos de terras
vizinhas são levados à cidade e esta abastece ferramentas e bens manufaturados para as
fazendas.
Figura 20.1 Diagrama da relação entre cidades e áreas de suporte.
Antigamente as cidades eram pequenas e dependiam das terras agrícolas dos arredores para
se abastecer de alimentos. O lixo era reciclado para prover nutrientes para a agricultura.
Observe no diagrama, a trajetória dos resíduos que são reciclados das cidades aos campos
de cultivo. Em muitas culturas, em todo o mundo, os agricultores recolhiam os resíduos das
69
cidades durante a noite. Este procedimento era muito importante no passado, antes da
disponibilidade de fertilizantes. Operando dessa forma, granjas e cidades compunham um
ciclo fechado e os nutrientes eram reciclados para manter a produtividade das terras. Com a
chegada dos fertilizantes esta prática tem sido abandonada.
Com o aumento da população e o uso de energia, as cidades cresceram, e as terras vizinhas
foram utilizadas para crescimento urbano. A reciclagem dos nutrientes no solo não
continuou. Dois dos mais sérios problemas associados ao desenvolvimento urbano são: a
perda de terras agrícolas, convertidas em ruas e construções, e a poluição dos rios, lagoas e
lagos devido a que neles se descarrega o lixo, em lugar de ser reciclado com propósitos
produtivos.
20.2 OS SISTEMAS URBANOS.
Localizadas em pontos estratégicos da região, para a convergência de bens, serviços e
energia, é nas cidades de hoje onde a maioria da população vive. Antigamente, as cidades
se localizavam próximas ao mar, onde facilidades portuárias poderiam ser desenvolvidas,
ou nos cruzamentos das mais importantes rotas terrestres. Com o crescimento da população,
as regiões vizinhas foram desenvolvendo-se, novos caminhos e pequenas populações foram
construídas. Hoje, a área rural, rodovias e cidades são o resultado do modelo de
crescimento das populações e do uso de energia.
A organização espacial das cidades é algumas vezes organizada em hierarquias. A
hierarquia é a organização de objetos ou elementos em uma série gradual. As cidades de
uma determinada região parecem estar organizadas de forma que as menores dão suporte às
maiores. Há muitas cidades pequenas espalhadas pela região, algumas de tamanho médio e
apenas uma ou duas grandes. Na Figura 20.2 é apresentado um mapa que mostra diferentes
tamanhos de cidades, observe como o número de cidades pequenas, médias e grandes
parece concordar com a idéia de hierarquia.
70
Figura 20.2. Mapa de uma região mostrando o tamanho e a localização de cidades.
Uma razão para a organização hierárquica das cidades em uma região, é a distribuição de
bens e serviços. As cidades maiores recebem e manufaturam bens, e atuam como pontos de
distribuição. A variedade de bens e serviços que podem se encontrar nas grandes cidades se
distribuem nas de tamanho médio, que por sua vez as distribuem para as menores.
Figura 20.3. Diagrama da hierarquia das cidades em uma região.
Outra razão para a hierarquia das cidades é a convergência de energia. Na Figura 20.3, a
energia vai das pequenas populações rurais para as de tamanho médio e logo às grandes
cidades. Em outras palavras, a hierarquia resulta da convergência de energia. Muitas
populações pequenas sustentam uma cidade grande; exatamente como pequenos roedores e
insetos sustentam uma ave de rapina. De fato pode-se visualizar a organização hierárquica
das cidades em uma região, como um ecossistema de rede alimentar. A retroalimentação
das grandes cidades para as menores é o necessário intercâmbio de serviços, que ajudam ao
controle da rede em sua totalidade.
Não só as cidades de uma região são organizadas em hierarquias, cada cidade em si é um
organização de hierarquia espacial. O centro da cidade é mais concentrado, tem grandes
71
construções, maior densidade de pessoas, e grande fluxo de energia. Ao redor da área
central há anéis que, a medida que se afastam, tem cada vez menor concentração de
atividades. Há pontos de intensa atividade nesses anéis, como shoppings e parques
industriais, mas são poucos e afastados. As ruas que se afastam do centro tornam-se
menores e com menos tráfico. Freqüentemente, elas conectam pontos de intensa atividade
com outros, e com o centro da cidade. Este arranjo se vê facilmente na noite, as luzes da
cidade tomam a forma de uma estrela com o centro no vértice e as luzes das ruas principais
como os braços.
20.3 DIAGRAMA DE ENERGIA DE UMA CIDADE.
A produção industrial de uma cidade se processa pelo setor comercial, alguns produtos são
vendidos a pessoas que vivem na cidade, outros são consumidos no setor governamental, e
alguns são exportados a outros mercados. As pessoas proporcionam o trabalho para a
indústria, comércio e serviços estatais. Os diferentes departamentos do governo, como
saúde, educação e polícia, têm influência controlada em outros setores da cidade; para
pagar por esses serviços, o governo cobra impostos das pessoas, comércio e indústria.
Todas as cidades possuem conexões com o governo estatal e federal. Além disso, recebem
dinheiro, arrecadado pelas cidades e governos locais, para programas como correios,
modernização urbana, escolas comunitárias, tribunais, etc.
Figura 20.4 Diagrama de energia de uma cidade.
Muitos dos recursos obtidos pela exportação de bens, são usados para adquirir outros bens,
serviços e combustível. O termo "circulação de dinheiro" se ouve freqüentemente e é
exatamente isso o que o dinheiro faz: circula através da economia da cidade uma e outra
72
vez. Flui para dentro pela exportação de produtos e a contribuição de fontes estatais e
federais, e flui para fora em forma de impostos e em forma de compras de bens, serviços e
combustíveis.
As energias renováveis do sol, ventos e chuva (marés e ondas, se a cidade é costeira), são
importantes para a indústria tanto como diretamente para a população. Todos apreciamos a
vegetação e a vida selvagem nos parques e jardins de áreas residenciais, mas não somos
conscientes de que estas energias renováveis fazem muito mais pela cidade. Os ventos
afastam a fumaça industrial. A água dos rios, terras inundadas e marés, são usadas para
levar consigo os dejetos sólidos e líquidos de indústrias e casas. Nas cidades, as águas
servidas são primeiro processadas em estações de tratamento e logo liberadas ao ambiente.
Isto se mostra na Figura 20.4, abaixo à direita, onde os dejetos armazenados são
processados e liberados, deixando a cidade.
Outro fluxo que chega à cidade e que tem um grande efeito, é o da migração de pessoas;
muitas cidades têm tido um aumento na população. Este fluxo de entrada pressiona todas as
partes da cidade: o governo deve prover maior proteção policial, caminhos, bibliotecas e
escolas; áreas restantes de terra livre são usualmente pavimentadas ou se constróem casas
ou parques. Para pagar pelos serviços adicionais requeridos pela crescente população, o
governo eleva os impostos, já que os que são arrecadados não conseguem acompanhar a
demanda de serviços. Quando a cidade se torna muito grande, as pessoas começam a buscar
outros lugares e se mudam a procura de impostos mais baixos e uma "melhor qualidade de
vida".
Como os combustíveis se tornam cada vez mais difíceis de encontrar, e mais caros, as
pessoas começam a se mudar, primeiro para os subúrbios e depois a zonas rurais. A medida
que o orçamento da cidade decresce, os serviços diminuem e a cidade tende que
descentralizar-se. As pessoas que ficam poderiam ter jardins, seu próprio abono e ir em
bicicleta ao trabalho. Haveria menos movimento e muito menos crimes. Algumas indústrias
já estão deixando o centro da cidade, se mudam a locais com mais energia natural para ser
utilizada, mais espaços abertos, construções mais baratas, e geralmente apresentam um
melhor estilo de vida para seus empregados.
20.4 ZONA RESIDENCIAL: PRINCIPALMENTE UM SISTEMA CONSUMIDOR.
O diagrama na Figura 20.5 mostra uma típica zona residencial. O padrão de comportamento
é similar ao de outros ecossistemas. O sol e a chuva são usados pelos gramados e jardins.
Parte da energia solar produz um aumento na temperatura do ambiente (às vezes, chamado
micro-clima). As brisas, que são características de muitas partes no mundo, têm o efeito de
esfriar o micro-clima, arrastando parte do calor gerado pela transpiração das plantas. Os
nutrientes do solo também são necessários para a produção de pastos, arbustos e árvores.
Quando o pasto é cortado e retirado, os nutrientes perdidos devem ser repostos com
fertilizante.
Muitos insetos, não só os que se alimentam da vegetação, como também aqueles que
incomodam o ser humano, são considerados pragas. Quando se os combate com pesticidas,
há efeitos colaterais sobre pássaros, esquilos e outros pequenos animais do sistema, não só
porque os insetos que compõem sua alimentação são dizimados, como também pelo fato de
73
estes animais receberem diretamente o efeito do veneno. No diagrama, isto é mostrado de
forma esquematizada. Observe as setas entre pesticidas, pássaros e vegetação.
Figura 20.5. Sistema de vizinhança do tipo residencial com casas e áreas verdes.
Clique na figura com o botão direito do mouse para vizualizá-la melhor
Obviamente, o componente mais importante da zona residencial são as pessoas. Elas são os
consumidores finais do sistema da Figura 20.5. O objetivo deste sistema é o suporte para os
humanos. As pessoas combinam os fluxos de ingresso (água, eletricidade, combustível,
bens, alimentos, móveis e acessórios) para produzir o bem-estar social desejado.
As áreas residenciais ao redor das cidades são sistemas consumidores de eletricidade, água,
bens e serviços; que utilizam como pagamento o dinheiro recebido em troca dos serviços
prestados pelas pessoas. Todos os dias, pelo menos um membro, às vezes dois ou três de
cada família, trabalha na indústria, comércio ou governo. Assim, a zona residencial provê a
mão-de-obra para outros processos produtivos no sistema de economia moderna. Seu
principal produto é, portanto, o serviço.
Outros "produtos" são as águas servidas, a drenagem urbana e o lixo. As águas servidas,
quando estão muito concentradas e são colocadas em lugares inadequados, são
consideradas como poluentes e podem ser nocivas para o meio ambiente. A drenagem
urbana geralmente leva consigo restos de pesticidas, fertilizantes e outros produtos
químicos, que causam tensão em alguns ecossistemas dos arredores. E o lixo, quando é
coletado e deixado em locais centrais como depósitos e aterros sanitários, apresenta
74
problemas devido à concentração de produtos químicos tóxicos, que penetram em mantos
de água subterrâneos.
Compare o diagrama da zona residencial na Figura 20.5 com aquele da granja dos Taylor
na Figura 18.3. A granja não necessita tanto suporte da economia urbana. Quando os
combustíveis se tornarem escassos e os bens e serviços comprados das áreas urbanizadas
encarecerem, a granja dos Taylor se converterá em um modelo a ser seguido. As gramíneas
podem sofrer uma transformação radical, e a vegetação exótica e dos jardins poderão ser
substituída por plantas nativas.
20.5 PERGUNTAS E ATIVIDADES PARA O CAPÍTULO 20.
1. Definir:
1. convergência
2. hierarquia
3. pagamentos de transferência
4. micro-clima
5. circulação de dinheiro
6. poluição
7. substâncias tóxicas
2. Quais são os fatores que determinam a localização de uma população cidade?
3. Descreva a hierarquia espacial de uma cidade dentro de uma região.
4. Descreva os materiais que se retroalimentam para as grandes cidades até as pequenas.
5. Por que está previsto que no futuro as cidades se descentralizarão?
6. Por que as zonas residenciais são geralmente consideradas consumidoras?
7. Na Figura 20.2 conte o número de cidades dos quatro tamanhos diferentes. Faça um
gráfico (Tamanho vs. Número) para mostrar a hierarquia (coloque o tamanho da cidade no
eixo X, e o número no eixo Y).
75