fundamentos de ecologia
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FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA Profa. Dra. Vivian C. C. Hyodo Produtividade primária Energia solar Produtores Fotossíntese Compostos orgânicos Produtividade primária • Produtividade bruta quantidade de material produzido pela fotossíntese, num período fixo de tempo do universo considerado (ecossistema, plantação ou indivíduo) Produtividade primária Produtores RESPIRAÇÃO Automanutenção: atividades físicas, crescimento, formação de ovos e sementes Energia potencial acumulada Produtividade primária FOTOSSÍNTESE RESPIRAÇÃO PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA LÍQUIDA (PPL) Produtividade primária • Varia em um mesmo ecossistema • Idade do indivíduo • Estação do ano – Verão maior produtividade bruta – Inverno menor produtividade bruta • Ecossistemas diferentes • Tropicais maior produtividade bruta Produtividade primária Valores aproximados da produtividade primária líquida para diversas regiões da Terra (Kormondy, 1976) TIPO DE ECOSSISTEMA Deserto Oceano Lago Lago Poluído FLORESTAS Decídua Coníferas Tropical Pluvial CULTURAS AGRÍCOLAS Anual Perene Anual Perene PÂNTANOS Pântano Pântano Temperado Temperado PRODUTIVIDADE (Kcal/m2/ano) 400 800 800 2400 Temperado Temperado Tropical 4800 11 200 20000 Temperado Temperado Tropical Tropical 8800 12000 12000 30000 Temperado Tropical 17100 30000 CLIMA Produtividade primária • • • • Disponibilidade de água Intensidade luminosa Quantidade de sais minerais Ex: – Desertos e regiões profundas dos mares condições opostas taxas baixíssimas de produtividade • Conjunto de ecossistemas da Terra anualmente 31 bilhões de toneladas de matéria • Florestas 20 bilhões de toneladas Produtividade primária • Humanos + animais domésticos consomem mais de 6% da produção líquida da biosfera! • Homem grande interessado no aumento da produtividade • Irrigação • Ampliação da área agrícola • Reciclagem dos elementos nutritivos dos mares • Melhoria no rendimento das culturas maiores investimentos e diversos estudos Produtividade primária • Fluxo suplementar de energia • Trabalho humano ou animal, combustíveis fósseis cultivo, irrigação, fertilização, seleção genética e controle de pragas • Esforços não aumentam a produtividade bruta • Aumento considerável da produtividade líquida redução de perdas de energia e desenvolvimento de variedades que produzam mais frutos e folhas, em vem de caule e raiz. Sucessão ecológica • “É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entre seus componentes.” • Alterações na composição das espécies com o tempo levando sempre a uma maior diversidade • Ação da comunidade sobre o meio físico condições de desenvolvimento de novas espécies estrutura estável e equilibrada Sucessão ecológica • Cadeias alimentares tornam-se mais longas complexas redes alimentares • Nichos mais estreitos maior especialização • Aumento da biomassa • Auto-suficiência desenvolvimento de processos de reciclagem de matéria orgânica • Série sequência de comunidades que se substituem • Estágios comunidades transitórias • Comunidades pioneiras primeira que se instala • Comunidade clímax última da sucessão Sucessão ecológica • Sucessão primária – Inicia-se em uma área nunca povoada anteriormente – Mais lenta • Sucessão secundária – Área anteriormente povoada comunidade quase extinta – Mais rápida alguns organismos ou sementes Sucessão ecológica • Ação de vários fatores bióticos e/ou abióticos • Clima e alterações geológicas podem alterar o ambiente – Desfavorável às espécies que nele habitavam • Favorável a novas espécies • A própria comunidade age no meio físico alteração • Decomposição da matéria orgânica (excreção ou cadáveres) modificações químicas no solo Sucessão ecológica • Desenvolvimento de vegetação – Alterações climáticas próximas ao solo – Retenção de mais água – Aumento da taxa respiratória – Ciclagem de nutrientes • Grande importância dos decompositores • Clímax organismos tendem a aumentar de tamanho com ciclos de vida mais longos Amplificação Biológica • Aumento de concentração de determinados elementos e compostos químicos na cadeia alimentar • Poluentes da água • Aumento da concentração ao longo da cadeia alimentar • Assimilação pelo organismo quando da síntese dos tecidos ou gorduras • Amplificação biológica, magnificação biológica, ampliação biológica ou bioacumulação. Amplificação Biológica Segunda lei da termodinâmica: é necessário um grande número de elementos do nível trófico anterior para alimentar um determinado elemento do nível trófico seguinte O poluente deve ser recalcitrante ou de difícil degradação Amplificação biológica O poluente deve ser lipossolúvel Amplificação Biológica • Mais séria quando são elementos tóxicos • Radionuclídeos e pesticidas • Casos mais frequentes mais utilizados pelos humanos inseticida DDT e mercúrio Amplificação Biológica • Mercúrio • Japão Baía de Minamata • Pescadores se alimentaram de peixes contaminados com mercúrio • Constante despejo de mercúrio no mar fitoplâncton zooplâncton peixes homem (doses altamente tóxicas) Amplificação Biológica • DDT (Dicloro-Difenil-Tricloroetano) • Doses lançadas não são letais à vida dos vegetais e animais • Sua toxicidade permanece por longo tempo absorvido junto com detritos concentra-se ao longo da cadeia alimentar • Observado nas gorduras dos animais Amplificação Biológica • Extinção de alguns animais águia pesqueira norte-americana. • Acúmulo no organismo das fêmeas ovos com casca excessivamente frágil quebramse antes que sejam chocados Concentração de DDT na cadeia alimentar verificada em Long Island, Estados Unidos (Odum, 1971) ELEMENTOS CONCENTRAÇÃO DE DDT (ppm) NOS TECIDOS Água 0,00005 Plâncton 0,04 Silverside Minnow (peixe de pequeno porte) 0,23 Sheephead Minnow (peixe de pequeno porte) 0,94 Pickered (peixe predador) 1,33 Peixe- espada (peixe predador) 2,07 Heron (garça-real) (alimenta-se de animais menores) 3,57 Tern (andorinha do mar) (alimenta-se de animais menores) 3,91 Herring Gull (gaivota) 6,00 Ovo de gavião marinho 13,8 Merganser (Pato que se alimenta de peixe) 22,8 Pelicano (que se alimenta de peixe) 26,4 Bioacumulação ao longo de uma cadeia alimentar O elemento químico bioacumula-se da água para o peixe e deste para um nível trófico superior Nº com circulo – [DDT] no respectivo compartimento (água, peixes e ave) Nº associado a uma seta – [DDT] que se transfere de um compartimento para outro.
