conceitos - ecossistemas - seja bem vindo ao mundo da...
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Evolução dos conceitos de
Ecossistema
• - Lotka (1925): uso de princípios da termodinâmica, enfocando as transformações de massa entre os seus componentes
• - Elton (1927): conceito de teia alimentar, resumindo as relações de alimentação entre plantas, herbívoros e carnívoros
• - Tansley (1935): sistema que engloba o complexo de organismos com o complexo de fatores físicos
Evolução dos conceitos de Ecossistema
- Lindeman (1942): ecossistema como
unidade fundamental da Ecologia,
juntamente com o conceito de teia alimentar
(níveis tróficos), incluindo os nutrientes
inorgânicos na base, e as tranformações
energéticas entre os níveis (pirâmide)
Evolução dos conceitos de Ecossistema
• - Evans (1956): ecossistema envolve:
• a circulação, transformação e acumulação de energia e matéria pelos organismos e suas atividades;
• processos biológicos (fotossíntese, decomposição, herbivoria, predação, parasitismo, simbiose) responsáveis pelo transporte e armazenagem de energia e materiais;
• interações dos organismos (teia alimentar) como vias de distribuição
Evolução dos conceitos de Ecossistema
• - Odum (1953): ecossistemas representados
através de diagramas de fluxo, com cada
nível trófico equivalente a um
compartimento, representando sua biomassa
(ou o seu equivalente em energia ou
nutrientes), com vias através do
• compartimento representando o fluxo de
energia e de elementos
Evolução dos conceitos de Ecossistema
• - Van Dyne (1966), Watt (1968): uso de
modelos (analogia matemática) que levam
em consideração as propriedades dinâmicas
do ecossistema e o efeito de perturbações
alterando condições ambientais e
abundância de espécies.
Evolução dos conceitos de Ecossistema
• - Odum (1968), Margalef (1963): desenvolvimento (sucessão) na direção de um ecossistema estável, com um máximo de biomassa (ou alto conteúdo de informação) e funções simbióticas mantidas em relação à unidade de energia disponível (“homeostasis”); diversidade biológica como medida do teor de informação contida no sistema
- Allen & Starr (1982): estrutura hierárquica do sistemas, do organismo ao ecossistema, com cada nível da hierarquia possuindo sua própria escala espacial e temporal
• A Ecologia dos Ecossistemas estuda a
circulação, transformação e acumulação de
• matéria e energia através dos organismos e
de suas atividades, enfocando a
identificação das vias (estrutura), como
funcionam (função) e a quantificação dos
processos (produtividade, ciclagem de
nutrientes)
Função dos ecossistemas
• Interação entre os 3 componentes básicos:
• 1 – a comunidade biótica
• 2 – o fluxo de energia
• 3 – a ciclagem de nutrientes
tamanho do ecossistema
• Um ecossistema pode ter qualquer tamanho
desde que tenha organismos, ambiente
físico e interações.
• Ex.: pouco de solo contendo plantas e
microrganismos
• Ou
• Biosfera contendo todos os ecossistemas
Modelos de ecossistemas
• Modelos são representações
gráficas ou diagramas da realidade
(natureza) a fim de representar o
funcionamento do ecossistema.
• Ex.: fluxo de energia, ciclo da
matéria.
Componentes estruturais dos
ecossistemas
• substâncias inorgânicas (particuladas, dissolvidas)
• substâncias orgânicas (particuladas e dissolvidas)
• clima
• substrato físico (sólido, líquido e gasoso)
• componentes bióticos
• produtores
• consumidores
• predadores
• regeneradores
Componentes funcionais
• fluxo de energia
• cadeias de alimentos
• diversidade (tempo e espaço)
• ciclos de nutrientes
• sucessão e evolução
• controle (cibernética)
Fluxo de energia
• - ocorre num só sentido
• - energia solar é convertida em matéria
orgânica pela comunidade
• - grande parte da energia é degradada
• - sai do sistema em forma de calorias
• - pode ser estocada mas não é reutilizada –
leis da Termodinâmica
Ciclos dos nutrientes
• - podem ser reutilizados várias vezes
• - eficiência da reciclagem varia com o
ecossistema
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Diagrama mostrando a organização ecológica de
Odum (1959)
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Diagrama mostrando a organização ecológica de
Odum (1971)
Genes Celulas Orgaos OrganismosPopula-tions
Commun
-ities
BIOTIC
COMPONENTS
Plus
ABIOTIC
COMPONENTS
Equals
BIOSYSTEMS Genetic
Systems
Cell
Systems
Organ
Systems
Organismic
Systems
Population
Systems
Ecosystems
Matter Energy
Exemplos de ecossistemas
• Um lago – ecossistema aquático
• Campo abandonado – ecossistema terrestre
• O que esses ecossistemas têm em comum?
• Quais as características básicas?
Fluxo de energia no campo
Heat
Heat Heat
Heat
Heat
Abiotic chemicals
(carbon dioxide,
oxygen, nitrogen,
minerals)
Producers
(plants)
Decomposers
(bacteria, fungus)
Consumers
(herbivores,
carnivores)
Solarenergy
Características básicas dos 2
ecossistemas
• - substâncias abióticas – compostos orgânicos e
inorgânicos (água, CO2, O2, N, S)
• - substâncias estão prontas para o consumo
• - substâncias estão em depósitos – estocadas
• - velocidade do funcionamento do ecossistema é
feita diariamente: temperatura , duração do dia,
etc.
Características básicas dos 2 ecossistemas
• - organismos produtores:
• - no lago – plantas flutuantes (macrófitas) e
algas do fitoplâncton
- macroconsumidores –
• No lago:
• - zooplâncton e bentos
• No campo:
• - pequenos insetos e invertebrados
• - grandes roedores e mamíferos ungulados
que pastejam
macroconsumidores
• Secundários – carnívoros
• Lago – insetos e peixes predadores
• No campo – insetos, aranhas, aves e
mamíferos predadores
macroconsumidores
• Detritívoros
Detritos orgânicos provenientes dos autótrofos, herbívoros e carnívoros
Organismos saprotróficos – bactérias, flagelados e fungos
São abundantes na interface lama-água do lago e na serapilheira no campo
decomposição
• - processo dependente da temperatura
• - do tipo de material que está sendo
decomposto (celulose, lignina e húmus se
decompõem mais lentamente).
• - camada da serapilheira funciona como um
grande reservatório de carbono.
decomposição
• Nos lagos:
• - é medida pela concentração de oxigênio na coluna da água.
• Num lago poluído o consumo de oxigênio seria grande e maior que a produção pela fotossíntese – causa uma condição anaeróbia.
• Medida pela DBO
diferenças
• A principal diferença entre os dois
ecossistemas é o tamanho dos produtores
• Lago - < tamanho mas > quantidade
• Campo – tamanho > mas menos indivíduos
• Taxa de turnover (reposição) – razão entre
biomassa/unidade de tempo
diferenças
• O turnover pode ser medido por fluxo de
energia ou em biomassa existente
• - lago = taxa fotossintética 5g/m2/dia.
• - campo = o turnover demora mais tempo.
Ecossistemas
Os ecossistemas existem em diferentes escalas. Se
considera uma raíz na floresta, um lago ou um riacho,
ou uma montanha inteira.
Na natureza, nenhum ecossistema pode ser
verdadeiramente isolado dos outros ecossistemas à
sua volta ou incluí-los. it.
Ecosystems
• Other developments during the 60’s
that helped the idea of ecosystem catch
on:
Systems Analysis and Cybernetics
Cinco Classes de Sistemas
Desenho dos
sistemas físicos
Desenho de
sistemas abstratos
Sistemas da
atividade
humana
Sistemas Naturais
Incluem o
homem que pode
criar
Nutrientes Básicos para as plantas
PRODUtoresPlantas VerdesBactéria
CONSUMIDORES PRIMÁRIOSHerbivorosPlantas Parasitas
CONSUMIDORES SECUNDÁRIOSOmnívorosCarnívorosParasitas Animaisdetritívoros
DECOMPOSITORESSaprofíticosbactéria e fungos
Componentes Básicos de um Ecossistema
Ecosystems
Podemos estabelecer limites no
ecossistema?
Qual é o espaço da humanidade nos
ecossistemas?
Limites dos ecossistemas
• Fluxos e redistribuição
de matéria e energia
ocorre entre os
componentes dos
ecossistemas.
Qual o papel da humanidade?
• O homem modela as
paisagens mostrando
elementos culturais
humanos, assim como
os processos
ambientais naturais.
• Elementos antrópicos
e naturais se afetam
mutuamente.