Ecossistemas

Ecossistemas

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Um ecossistema é composto de fatores abióticos (matéria sem vida) e bióticos (seres vivos).

Ecossistema é a unidade básica no estudo da ecologia; é a união entre biótipo e biocenose. Biótipo é o conjunto dos elementos necessários para as atividades dos seres vivos. Biocenose é o conjunto de seres vivos pertencentes a um ecossistema.

Hábitat é o local ocupado pela espécie em um ecossistema. Nicho ecológico é a função que cada espécie assume dentro do conjunto do ecossistema e suas relações com as demais espécies e com o ambiente. Em um ecossistema, cada espécie possui seu nicho, para que não haja competição entre as espécies, no entanto, podem ocorrer nichos semelhantes. Espécies que ocupam nichos semelhantes, em regiões distintas, são denominadas equivalentes ecológicos.

Homeostase é uma das características fundamentais dos ecossistemas. Homeostase é um estado de equilíbrio dinâmico alcançado pelo ecossistema quando ocorre algum tipo de mudança natural no mesmo. Se forem modificações impostas pelo homem, não há tempo suficiente para que ocorra esta homeostase, ocorrendo assim, o impacto ecológico no meio.

Quanto à alimentação, os seres vivos dividem-se em dois grandes grupos:

Biomassa é a quantidade total de matéria viva em um ecossistema.

autótrofos – capazes de sintetizar o próprio alimento quimiossitetizantes – a fonte de energia é a oxidação de compostos inorgânicos fotossintetizantes – o sol é a fonte de energia heterótrofos – incapazes de sintetizar o próprio alimento, portanto, dependentes dos alimentos sintetizados pelos autótrofos, entre eles os decompositores.

Os decompositores não ingerem comida, sua nutrição ocorre por um processo de absorção

mediante o lançamento de enzimas sobre a matéria orgânica morta. Parte desta matéria orgânica degradada é absorvida e o restante é devolvido ao meio, na forma de compostos inorgânicos que são utilizados pelos autótrofos para a síntese de mais alimentos.

Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, à medida que a energia caminha, vai se tornando

menos utilizável, assim a energia do sol absorvida pelos vegetais torna-se inaproveitável na forma de calor.

Toda energia utilizada na Terra tem como fonte as radiações recebida do Sol. Esta energia

atinge o topo da atmosfera terrestre de maneira contínua, ao longo de todo ano. No entanto, esta radiação sofre uma redução exponencial à medida que se aproxima da superfície terrestre. Além disso, observam-se variações sensíveis em locais distintos do planeta, que geram variações climáticas.

A Terra recebe do sol as radiações visíveis, ultravioleta,o infravermelho e ondas de rádio. As

radiações ultravioleta são absorvidas pela camada de ozônio, que envolve a Terra a aproximadamente 25 km de altitude. Uma outra parte da energia incidente é refletida pelas nuvens e por outras partículas suspensas no ar, volta ao espaço e torna-se perdida para a Terra. A esse fenômeno, dá-se o nome de albedo. Ele é o responsável pela luminosidade observada em corpos celestes opacos, como Vênus. O albedo é uma medida da capacidade e um dado material refletir a luz. Seu valor médio na atmosfera externa da Terra é de aproximadamente 34%.

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A radiação remanescente que chega a Terra em forma de luz direta ou difusa tem a seguinte composição:

10% radiação ultravioleta; 45% radiação visível e 45% infravermelho.

A dispersão é causada pelas moléculas gasosas da atmosfera (que conferem a cor azul do céu) e pelas partículas sólidas em suspensão (que dão a coloração branca ao céu).

Influência da energia solar sobre a vida na Terra:

divisão do ano em estações; existência de regiões quentes e frias, assim, de baixas e altas pressões respectivamente; fotossíntese; liberação de energia através da respiração aeróbia ou anaeróbia.

No processo de respiração aeróbia ou anaeróbia ocorre a degradação de matéria orgânica em compostos químicos inorgânicos. O melhor aproveitamento ocorre na respiração aeróbia, uma vez que a molécula de glicose é totalmente degradada até CO2.

As cadeias alimentares podem ser divididas em dois tipos: as que começam pelos vegetais vivos e passam pelos herbívoros e as que se iniciam pelos detritos vegetais e passam pelos detrívoros.

Nível trófico (nível na cadeia alimentar):

produtores; consumidores primários; secundários; terciários e quaternários. decompositores.

Uma vez que a energia útil decresce ao longo da cadeia alimentar, quanto mais se afasta do primeiro nível trófico, mais limitado e menor será o número de consumidores que podem ser sustentados pro um dado número de produtores. Isso implica uma maior eficiência na cadeia produtor. Por essa razão, uma dieta vegetariana balanceada é uma prática de preservação do meio ambiente, pois permite alimentar um maior contingente populacional.

Produtividade primária líquida (PPL) é a parte produzida pelos produtores que é utilizável como alimento aos consumidores sem ser gasta com a sua automanutenção. No verão, a produtividade bruta sofre um crescimento quando comparada com o inverno. Assim, pode-se afirmar também que, em locais de clima tropical, a PLL é superior. Quanto mais jovem o indivíduo menor a produtividade primária.

Eficiência ecológica é a relação de energia entre diferentes níveis da cadeia alimentar.

A PLL é controlada por vários fatores, como disponibilidade de água, intensidade luminosa e quantidade de sais minerais. Assim, tanto os desertos como as regiões profundas dos mares podem possuir baixíssimas taxas de produtividade, por motivos diferentes: falta de água e de luz, respectivamente.

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Sucessão ecológica é o desenvolvimento de um ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entre seus componentes. Durante o processo de sucessão, as cadeias alimentares tornam-se mais longas e passam a constituir complexas redes alimentares; já os nichos tornam-se mais estreitos, levando a uma maior especialização. A biomassa também aumenta e os ecossistemas tornam-se autossuficientes. A sucessão ecológica processa-se tanto por fatores bióticos, quanto por fatores abióticos.

À sequência de comunidades que substituem umas às outras dá-se o nome de série, e a essas comunidades transitórias dá-se o nome de estágios. A primeira comunidade que se instala é denominada comunidade pioneira, e a última comunidade da sucessão é denominada comunidade clímax. Quando a sucessão se inicia em uma área nunca antes povoada, ela é conhecida como sucessão primária. Por sua vez, se a sucessão se inicia em área já anteriormente povoada e cuja comunidade tenha sido quase extinta, essa é denominada sucessão secundária e processa-se mais rápido que a anterior, pois alguns organismos ou mesmo sementes da povoação anterior permanecem no local.

Amplificação biológica, magnificação biológica ou ampliação biológica é o aumento de concentração de determinados elementos químicos ao longo da cadeia alimentar (DDT e mercúrio entre outros). Este fenômeno ocorre em função de três fatores:

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 considerado deve ser recalcitrante ou de difícil degradação; e o poluente deve ser lipossolúvel.

Esta situação ocorreu no Japão nos anos 60, na Baía de Minamata (Mercúrio).

Biomas são grandes ecossistemas que se distribuem na superfície terrestre grande parte em função da latitude, uma vez que o clima varia de acordo com ela. No entanto, tanto solo, clima como a vegetação, interrelacionando-se intimamente, são fatores importantes na distribuição de tais biomas.

Além dos ecossistemas terrestres (tundra, floresta de coníferas, florestas temperadas de folhas caducas, florestas tropicais, campos e desertos), temos também os ecossistemas aquáticos, que podem ser divididos em: de água doce (rios e lagos ou lagoas) e de água salgada (oceanos e estuários).

As diferenças básicas dos ecossistemas terrestres e aquáticos são:

enquanto nos ecossistemas terrestres a água é muitas vezes fator limitante, nos ecossistemas aquáticos a luz é que se torna limitante; as variações de temperatura são mais pronunciadas no meio terrestre do que no meio aquático, por causa do alto calor específico da água; no meio terrestre, a circulação do ar provoca uma rápida distribuição e reciclagem de gases, enquanto, no aquático, o oxigênio, às vezes, é um fator limitante; o meio aquático requer esqueletos menos rígidos dos seus habitantes; os ecossistemas terrestres apresentam uma biomassa vegetal muito maior que os ecossistemas aquáticos, mas as cadeias alimentares tornam-se bem maiores nos ecossistemas aquáticos.

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Fonte: Braga, B. et al (2005)

Os seres aquáticos podem ser divididos em:

Plânctons (fitoplânctons e zooplânctons) Bentos (vivem na superfície sólida) Néctons (peixes)

Pirâmide de enegia

Fonte: Braga, B. et al (2005)

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BRAGA, B. et al. Introdução à engenharia ambiental. SP: Prentice Hall, 2002. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Nutrientes são elementos incorporados aos organismos vivos na forma de compostos orgânicos complexos ou participam de uma série de reações químicas essenciais às atividades dos seres vivos. Eles estão disponíveis para os produtores em forma molecular ou iônica. Podem ser divididos em macronutrientes (participam em quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco do ser vivo) micronutrientes (participam em quantidades inferiores a 0,2% do peso orgânico seco do ser vivo).

Esses nutrientes fazem parte de ciclos biogeoquímicos nos organismos vivos.

Bio – os organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica Geo – porque o meio terrestre é a fonte dos elementos e Químicos – porque são ciclos de elementos químicos.

Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera.

A substância mais abundante na biosfera é a água. Os oceanos, as calotas polares, as aglomerações de neve, os lagos, os rios, o solo e a atmosfera contêm cerca de 1,4 milhão de quilômetros cúbicos de água, sendo que 97,2% desse total se encontram nos oceanos. Dos 2,8% restantes, três quartos estão na forma de gelo.

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