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Fundamentos Ambientais A biosfera é a camada da Terra que reúne todos os ecossistemas existentes. Ela corresponde ao local onde são encontrados os seres vivos. O termo biosfera deriva do grego bíos, vida e sfaira, esfera, ou seja, é a esfera da vida. A ecosfera é sinônimo de biosfera, ambos os termos se referem à camada da Terra habitada pelos seres vivos. Entretanto, ecosfera é mais utilizado para dar ênfase nas inter-relações entre os seres vivos e o ambiente e suas condições. Acredita-se que a espessura da biosfera não seja superior a 19 km. É dentro desse limite que são encontradas as condições ambientais favoráveis para a sobrevivência dos seres vivos. Assim, a biosfera abrange desde a mais profunda região dos oceanos até a mais elevada altitude onde possa existir vida. A biosfera se relaciona com as outras camadas do planeta Terra. Todas as camadas estão relacionadas entre si: Litosfera: é a camada sólida, formada pelo solo e rochas; Hidrosfera: é a camada líquida, formada pelos rios, lagos e oceanos; Atmosfera: é a camada gasosa; Biosfera: é a camada habitada pelos seres vivos que integra os ambientes terrestre, aéreo e aquático. A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas. Ela pode ser dividida em categorias menores, chamadas biociclos. Cada biociclo é composto por diferentes biomas. Existem três tipos de biociclos: EPINOCICLO: é a porção terrestre da biosfera. Formado pelos biomas terrestres como as florestas, savanas, campos e desertos, além dos seres vivos que habitam esses ambientes; TALASSOCICLO: é a porção aquática marinha da biosfera. É formado pelos oceanos e seres vivos que o habitam. LIMNOCICLO: é a porção constituída por água doce. É formado pelos rios, riachos, córregos e lagos, como pelos seres vivos encontrados nesses ambientes. Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia. Ela é obtida através da decomposição de uma variedade de recursos renováveis, como plantas, madeira, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo. O Brasil possui situação privilegiada para produção de biomassa em larga escala, pois existem extensas áreas cultiváveis e condições climáticas favoráveis ao longo do ano. Por ser uma fonte de energia renovável, por meio da intervenção humana adequada, a biomassa é uma alternativa viável para a substituição dos combustíveis fósseis e poluentes, como o petróleo e o carvão, por exemplo. Além disso, a biomassa é comumente utilizada em usinas termelétricas para gerar eletricidade. No Brasil, cerca de 9% da energia elétrica produzida é gerada a partir de biomassa. Em resumo, as suas vantagens incluem: • Alternativa de energia renovável; • Baixo custo; • Baixa emissão de gases poluentes; • Produzida a partir de uma grande variedade de materiais. Apesar de suas vantagens, a produção de biomassa por comprometer a conservação das florestas e originar novas áreas desmatadas. Existe ainda a dificuldade logística de armazenar os seus resíduos sólidos. Dentre as principais desvantagens da biomassa podemos citar: • Eficiência reduzida; • Biocombustíveis líquidos podem emitir enxofre e contribuir com o fenômeno da chuva ácida • Pode resultar em impactos ambientais em florestas; • Elevado custo financeiros de equipamentos; • A queima da biomassa é relacionada com aumento de casos de doenças respiratórias; • Dificuldade de armazenar a biomassa sólida. A renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono. A queima de biomassa ou de seus derivados, liberam o CO2 na atmosfera. As plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2 em hidratos de carbono, resultando na liberação de oxigênio. Entre os principais produtos agrícolas usados como fonte energética alternativa geradora da biomassa encontra-se a cana- de-açúcar, que é aproveitada para a produção de álcool. O bagaço da cana-de-açúcar, a casca do arroz, da castanha e do coco também são utilizados para gerar energia para as caldeiras. No Brasil, o bagaço da cana-de-açúcar é o principal recurso potencial para geração de energia elétrica. A mandioca, os amidos, os óleos vegetais (dendê, babaçu, mamona etc.) e a celulose, entre muitos outros materiais, que podem ser utilizados para a produção de combustíveis para os motores. Os dejetos urbanos, industriais e agropecuários são matérias orgânicas que podem ser transformadas em biogás, usado da produção de energia nas residências, na indústria, nos motores, com alto poder calorífico, semelhante ao gás natural. A queima da madeira ainda é bastante usada na indústria, para geração de energia. As indústrias são as principais consumidoras de energia da biomassa no Brasil. O aproveitamento da biomassa ocorre por três procedimentos principais: Combustão direta: podem ainda envolver outros processos físicos como secagem, corte e quebra. Processos termoquímicos: gaseificação, pirólise, liquefação e transesterificação; Processos biológicos: digestão anaeróbia e fermentação. Os principais produtos derivados da biomassa são: BIOGÁS O biogás é um gás metano obtido juntamente com o dióxido de carbono, resultado da decomposição de materiais como resíduos alimentares, esgoto e excrementos. Ele é obtido em digestores. ETANOL O etanol é extraído do caldo da cana-de-açúcar, da beterraba e do milho. No caso da cana-de-açúcar, cerca de 28% do material é transformado em bagaço e pode ser aproveitado para geração de energia. ETANOL CELULÓSICO O etanol celulósico é obtido por dois processos. Em um deles a biomassa é formada basicamente por moléculas de celulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática. O outro é formado pela gaseificação, fermentação e destilação. BIODIESEL O biodiesel é obtido de óleos vegetais como a mamona, o dendê, a soja etc. É um produto natural e biodegradável com baixo teor poluente, usado como combustível e na produção de energia. CARVÃO VEGETAL O carvão vegetal é resultado da carbonização da lenha. Nesse caso, para evitar impactos ambientais é importante conhecer a origem da madeira, pois boa parte dela é originária de matas nativas. Os ciclos biogeoquímicos compreendem os processos pelos quais os organismos retiram os elementos químicos ou compostos da natureza para serem utilizados por eles, devolvendo-os em seguida ao ambiente. Assim, a matéria no ambiente, embora sofra rearranjos, mantém-se, de certa forma, constante, pois está sendo constantemente reciclada. Dentre os principais ciclos biogeoquímicos, podemos destacar os ciclos da água, do oxigênio, do nitrogênio e do carbono. Uma característica fundamental dos ciclos biogeoquímicos é o fato dos componentes bióticos e abióticos estarem intimamente relacionados. Os elementos químicos são retirados do ambiente, utilizados pelos organismos e novamente devolvidos à natureza. A vida está continuamente sendo recriada a partir dos mesmos átomos. Quando um organismo morre, sua matéria orgânica é degradada pelos seres decompositores, representados por fungos e bactérias. Assim, os átomos que constituíam esse organismo retornam ao ambiente e podem ser novamente incorporados por outros seres vivos para produção de suas substâncias orgânicas. Sem essa reciclagem, os átomos de alguns elementos químicos fundamentais para a vida poderiam desaparecer. Para que ocorra o ciclo biogeoquímico é necessária a existência de um reservatório do elemento químico. Este reservatório pode ser a crosta terrestre ou a atmosfera. Além disso, são necessários os seres vivos que auxiliam no movimento dos elementos químicos. Os ciclos biogeoquímicos podem ser classificados em dois tipos básicos, conforme a natureza de seu reservatório abiótico: CICLO GASOSO: Possuem como reservatório a atmosfera. Exemplo: Ciclo do Nitrogênio e Ciclo do Oxigênio. CICLO SEDIMENTAR: Possuem como reservatório as crosta terrestre. Exemplo: Ciclo do fósforo e Ciclo da Água. Os elementosnecessários à vida participam dos ciclos biogeoquímicos. São eles: a água, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio e o fósforo. O ciclo da água é o permanente processo de transformação da água na natureza, passando de um estado para outro (líquido, sólido ou gasoso). A essa transformação e circulação da água dá-se o nome de ciclo da água ou ciclo hidrológico, que se desenvolve através dos processos de evaporação, condensação, precipitação, infiltração e transpiração. A água, indispensável para a manutenção da vida, é encontrada na natureza e está distribuída nos rios, lagos, mares, oceanos e em camadas subterrâneas do solo ou em geleiras. O ciclo da água na natureza é fundamental para a manutenção da vida no planeta Terra, visto que vai determinar a variação climática e interferir no nível dos rios, lagos, mares, oceanos. CICLO DA ÁGUA NA NATUREZA O ciclo da água é composto de cinco etapas: 1. O calor irradiado pelo sol aquece a água dos rios, lagos, mares e oceanos ocorrendo o fenômeno da Evaporação. Nesse momento, ocorre a transformação do estado líquido da água para o seu estado gasoso, à medida que se desloca da superfície da Terra para a atmosfera. 2. O vapor da água esfria, se acumula na atmosfera e se condensa na forma de gotículas, que formarão as nuvens ou nevoeiros. Neste momento, ocorre o processo de Condensação, ou seja, a transformação do estado gasoso da água para seu estado líquido, sendo as nuvens, as gotículas de água líquida suspensas no ar. 3. Com muita água condensada na atmosfera, se inicia o processo de Precipitação, onde as gotículas suspensas no ar se tornam pesadas e caem no solo na forma de chuva. Em regiões muito frias a água condensada passa do estado gasoso para o líquido e rapidamente para o estado sólido, formando a neve ou o granizo. 4. Quando o vapor de água condensado cai sobre a superfície terrestre, ocorre a Infiltração de uma parte dessa água que vai alimentar os lençóis subterrâneos. 5. Parte da água que se infiltrou no solo pode ser absorvida pelas plantas que, depois de utilizá-la a devolvem à atmosfera por meio do processo de Transpiração. A água também pode evaporar ou escoar sobre o solo e abastecer os rios, que deságuam em mares e oceanos, reiniciando todo o processo do ciclo da água. O ciclo da água é caracterizado pelo movimento contínuo de água entre a atmosfera e a superfície terrestre. Para que o ciclo hidrológico ocorra uma série de etapas acontecem com o auxílio do calor do sol, principal fonte de energia, e da força da gravidade. EVAPORAÇÃO A primeira etapa do ciclo da água é a evaporação. Nela, a água muda do estado líquido para o gasoso. A água da hidrosfera, sendo os oceanos a principal fonte, passa para a atmosfera ao absorver energia térmica proveniente do sol e mudar para o estado gasoso, sendo a principal fonte de umidade na atmosfera. A evaporação da água é influenciada pela temperatura e radiação solar, que é lançada para atmosfera ao atingir energia cinética suficiente. SUBLIMAÇÃO A água no estado sólido também pode ser transferida para atmosfera na forma de vapor, sem passar pelo estado líquido, e esse processo recebe o nome de sublimação. Vale lembrar que a sublimação ocorre de maneira muito mais lenta que a evaporação e geleiras no Polo Norte e Polo Sul são algumas das principais fontes de água em que ocorre esse fenômeno. CONDENSAÇÃO Quando o vapor d’água chega à atmosfera ocorre a condensação, ou seja, retorno para o estado líquido. A formação das nuvens ocorre pela aproximação das gotículas de água, pois em elevadas altitudes a temperatura é menor. Além disso, as gotículas são tão pequenas que conseguem flutuar no ar e formam a neblina. As nuvens são o principal meio para a água retornar para a superfície terrestre. Quando as gotas de água se juntam, tornando-se maiores e mais pesadas, elas caem como chuva. PRECIPITAÇÃO A precipitação e a liberação de água pela as nuvens, mais conhecida como chuva. Os vapores de água condensados na atmosfera retornam para a Terra pelas mudanças de temperatura e ação do vento. Quando a chuva cai, a água pode seguir diferentes caminhos dependendo de onde ocorreu a precipitação. Ela cai diretamente nos recursos hídricos, infiltra-se no solo e em fendas de rochas, pode ser absorvida pelas plantas, entre outros. Além da chuva, a água também pode chegar a superfície da Terra na forma de neve ou granizo. A água percorre o solo em um processo chamado de escoamento. INFILTRAÇÃO Quando a água que cai no solo não escoa para algum corpo d'água ela pode ser absorvida pelo solo. Os lençóis freáticos, reservatórios subterrâneos de água, são formados pela infiltração no solo acima de camadas rochosas profundas que não permitem a passagem de água. TRANSPIRAÇÃO A água absorvida pelo solo é aproveitada pelas plantas entrando pelas raízes. Assim como a evaporação, a transpiração é a transformação de água líquida em vapor d’água e também participa da umidade do ar. A água sai das plantas pelas folhas, que possuem aberturas muito pequenas e liberam a água excedente, já que é nessa parte da planta que a água é direcionada para participar da fotossíntese. A combinação das etapas de evaporação e transpiração recebe o nome de evapotranspiração e é responsável pelo movimento de água superficial para a atmosfera. O nitrogênio é um gás encontrado em abundância no ar (cerca de 78%) na forma de N2, mas por ser pouco reativo quimicamente, permanece livre e não é facilmente assimilado pelos seres. Também compõe as moléculas de proteína e os ácidos nucleicos das células, sendo assim muito importante para todos os organismos. Algumas plantas são capazes de fixar o nitrogênio do ar, através da associação com algumas espécies de bactérias ditas fixadoras, que vivem em nódulos nas suas raízes. Essas plantas são do grupo das leguminosas, como feijões, soja, lentilhas. Existem também bactérias livres no solo que agem na transformação do N2 em nitratos. Outro meio de fixação do nitrogênio na natureza é através de raios. Vale ressaltar o papel das bactérias no ciclo, pois atuam nas várias etapas. ETAPAS DO CICLO É importante perceber que como qualquer ciclo biogeoquímico, como o da água, ou do oxigênio, o ciclo do nitrogênio representa um fluxo de matérias e energia que são constantes na natureza e essenciais para o equilíbrio dos ecossistemas. As etapas a seguir facilitam a compreensão do processo global. FIXAÇÃO Bactérias fixadoras livres no solo ou associadas a raízes de leguminosas transformam nitrogênio do ar (N2) em amônia (NH4+) e nitratos (NO3-). AMONIFICAÇÃO A ureia (NH2)2CO é um dos resíduos do metabolismo dos animais (eliminada pela urina) é transformada em amônia por bactérias do solo. NITRIFICAÇÃO Bactérias nitrificantes do solo transformam a amônia em nitratos. DESNITRIFICAÇÃO O nitrogênio é devolvido à atmosfera através de bactérias desnitrificantes que o convertem a partir dos nitratos do solo. IMPORTÂNCIA A presença do nitrogênio é fundamental para garantir o bom desenvolvimento das plantas e consequentemente dos animais que o obtêm, direta ou indiretamente através dos vegetais, conforme sejam herbívoros ou carnívoros. Não ocorrendo compostos nitrogenados suficientes para as plantas, geralmente são utilizados fertilizantes industrializados, alguns usam o salitre do chile, nitrato de sódio ou nitrato de potássio, que é encontrado naturalmente em alguns solos. Algumas soluções alternativas são a rotação de culturas (alternando plantas que consomem e repõem o nitrogênio) e a adubação verde (usar restos das leguminosas). No entanto, o excesso de nitratos e amônios no solo pelo uso de fertilizantes e também pela atividade animal, acaba por poluir corpos d'água através da lixiviação dos solos. Isso provoca o aumento de nutrientes e crescimento elevado das algas, gerando um desequilíbrio chamado de eutrofização ou eutroficação. O Ciclo do carbonotem início quando as plantas e outros organismos autótrofos absorvem o gás carbônico da atmosfera para utilizá-lo na fotossíntese. Nesse processo, o carbono é devolvido ao meio na mesma velocidade em que é sintetizado pelos produtores, pois a devolução de carbono ocorre continuamente por meio da respiração durante a vida dos seres. No ciclo biológico do Carbono, podemos ter a total renovação do carbono atmosférico em até vinte anos. Este processo ocorre na medida em que as plantas absorvem a energia solar e CO2 da atmosfera. Isso gera oxigênio e açúcares, como a glicose, por meio do processo conhecido como fotossíntese, o qual é a alicerce para o crescimento das plantas. Por sua vez, os animais e as plantas consomem a glicose durante o processo de respiração, emitindo novamente CO2. Com isso, a fotossíntese e a decomposição orgânica, por meio da respiração, renovam o carbono da atmosfera. Em termos de equação química destes processos temos: • 6CO2 + 6H2O + energia (luz solar) → C6H12O6 + 6O2 (fotossíntese) • C6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2+ 6 H2O + energia (Respiração) Com isso, a fotossíntese e a respiração, conduzem o carbono de sua fase inorgânica à fase orgânica e de volta a fase inorgânica, concluindo o ciclo biogeoquímico. Também faz parte do ciclo biológico a remoção de grande parte do carbono da atmosfera excedendo os limites da respiração, quando a matéria orgânica acumula-se em depósitos sedimentares que se decompõem em combustíveis fósseis. Outra forma de acelerar ainda mais o ciclo rápido e adicionar CO2 na atmosfera são os incêndios naturais. Eles consomem a biomassa e matéria orgânica, transferindo mais CO2 num ritmo maior do que aquele que remove naturalmente o Carbono a partir de sua sedimentação. Esse processo causa o aumento das concentrações atmosféricas de CO2 rapidamente Pode ser dividido em biológico e geológico, como veremos a seguir: CICLO BIOLÓGICO DO CARBONO Pela fotossíntese, os organismos autotróficos assimilam os compostos carbonatos, transforma-os em matéria orgânica e transferem-na aos organismos heterotróficos por meio da cadeia alimentar. Organismos que realizam a quimiossíntese também utilizam o carbono para a produção de compostos orgânicos. O carbono retorna ao ambiente, na forma de dióxido de carbono (CO2), pelos seres vivos em processos de respiração e decomposição. O homem contribui com o aumento do CO2 na natureza por meio de ações como desmatamento, queimadas e uso de combustíveis fósseis. CICLO GEOLÓGICO DO CARBONO Pela difusão ocorre a troca de CO2 entre a hidrosfera e a atmosfera até que se obtenha um equilíbrio entre os dois meios. O CO2 presente na atmosfera pode dissolver-se na chuva e produzir uma substância ácida, o H2CO3, que atuará na erosão de rochas silicatadas, liberando, no meio, íons Ca2+ e HCO3-. Esses íons são utilizados, nos oceanos, por organismos para a construção de suas conchas, que, após a sua morte, acumulam-se no sedimento. Esse material pode migrar para regiões de alta pressão e temperaturas, onde os carbonatos serão parcialmente fundidos. A ação de vulcões liberará o CO2 novamente para a atmosfera. O CARBONO E SEU CICLO Como o quinto elemento mais abundante no Planeta, O Carbono (C) possui necessariamente duas formas, uma orgânica, existente nos organismos vivos e mortos, e outra inorgânica, presente nas rochas. Assim, 99% desse carbono está na litosfera, a maior parte sob a forma inorgânica, armazenada em rochas sedimentares em depósitos de combustíveis fósseis. O Carbono circula pelos oceanos, na atmosfera e no interior da Terra, no ciclo de longa duração definido "ciclo biogeoquímico". Esse processo está dividido em dois tipos. O ciclo "lento" ou geológico, no qual o carbono é sedimentado e comprimido sob as placas tectônicas, e, para o que nos interessa mais, o ciclo "rápido" ou biológico. AS ATIVIDADES HUMANAS E O CICLO DO CARBONO As ações humanas influenciam no ciclo global do carbono, uma vez que elas retiram o carbono armazenado nos depósitos fósseis numa velocidade superior à da absorção do carbono pelo ciclo. Dessa forma, estamos potencializando o aumento das concentrações de CO2 na atmosfera, especialmente se considerarmos o fato de que este depósitos são queimados como combustíveis, acelerando ainda mais o processo. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem crescido a uma taxa de 0,4% ao ano. A extração e queima do petróleo, gás e carvão vem junto com destruição das florestas e, portanto, reduzimos a capacidade de absorção ao mesmo tempo em que aumentamos a emissão de Carbono. CURIOSIDADES Os oceanos são grandes depósitos de gás carbônico e realizam uma troca constante de carbono com a atmosfera. A concentração do carbono na atmosférica é a menor, pois a maior parte está nos oceanos e na crosta terrestre. A vida nos oceanos consome grandes quantidades de CO2, uma vez que baixas temperaturas no oceano aumentam a absorção do CO2 atmosférico, enquanto temperaturas mais altas podem causar a emissão de CO2. O Efeito Estufa é um sintoma do ciclo do carbono, uma forma que a Terra tem para manter sua temperatura constante. O oxigênio (O2) é o elemento mais abundante no planeta, estando disponível na atmosfera, na água e na crosta terrestre. É capaz de reagir com quase todos os elementos químicos, em especial o carbono, formando monóxidos (CO) e dióxidos (CO2). Realiza combustão e oxida metais, produzindo a ferrugem. IMPORTÂNCIA É indispensável à vida pois praticamente todos os seres vivos o utilizam na respiração, excetuando os seres anaeróbios, como algumas bactérias. Participa também da fotossíntese (processo em que as plantas produzem seu alimento) atuando juntamente com o carbono. O oxigênio também compõe a camada de ozônio, defendendo a superfície terrestre dos raios ultravioletas (UVA e UVB). ETAPAS As plantas terrestres usam o gás carbônico (CO2) do ar como combustível para a fotossíntese e liberam oxigênio (O2) para a atmosfera. As plantas aquáticas usam carbonatos dissolvidos na água e liberam o oxigênio. Acontece exatamente o oposto com os animais que respiram O2 e liberam CO2. A produção do ozônio (O3) ocorre por ação da luz solar sobre o oxigênio atmosférico (O2) e também durante a oxidação do monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos tais como o metano. DESEQUILÍBRIOS O acúmulo de gás carbônico na atmosfera, gerado principalmente pela queima de combustíveis fósseis contribui para o Aquecimento Global através do Efeito Estufa. A destruição da camada de ozônio permite a entrada dos raios UV, contribuindo também para o aquecimento e para o aumento dos casos de câncer de pele. O ciclo biogeoquímico do fósforo é mais simples comparado aos de outros elementos, como carbono e nitrogênio. No ciclo do fósforo não há passagem desse elemento pela atmosfera. O fósforo é o único macronutriente que não existe na atmosfera. É encontrado apenas em sua forma sólida nas rochas. Apenas um composto de fósforo é importante para os seres vivos - o íon fosfato. O ciclo do fósforo é importante pois influencia no crescimento e sobrevivência de seres vivos. ETAPAS DO CICLO DO FÓSFORO O principal reservatório de fósforo na natureza são as rochas. O ciclo tem início quando as rochas sofrem intemperismo e liberam o íon fosfato no solo. Assim, esse composto pode ser carregado até os rios, oceanos e lagos ou incorporado por seres vivos. Quando são aproveitados pelos seres vivos, podem retornar à natureza durante a decomposição da matéria orgânica. As bactérias fosfolizantes atuam nesse processo e transformam o fósforo em um composto solúvel, que pode ser facilmente dissolvido na água. O fósforo pode ser levado para rios, lagos e mares. Em ambientes aquáticos, o fósforo pode ser aproveitado pelos seres vivos ou sedimenta-se e ser incorporado às rochas em formação. Com o passar do tempo, as rochas sofrem intemperismo e o ciclo recomeça. Assim, o ciclo dofósforo pode ser diferenciado em dois aspectos relacionados a escalas de tempo: CICLO DE TEMPO ECOLÓGICO: ocorre em tempo relativamente curto. Acontece quando uma parte dos átomos de fósforo é reciclada entre o solo, plantas, animais e decompositores. CICLO DE TEMPO GEOLÓGICO: ocorre durante um longo tempo. Acontece quando outra parte dos átomos de fósforo é sedimentada e incorporada às rochas. Os fatores bióticos e abióticos representam as relações existentes que permitem o equilíbrio do ecossistema. Os fatores bióticos correspondem às comunidades vivas de um ecossistema, que pode ser tanto uma floresta quanto um pequeno aquário. São exemplos: plantas, animais, fungos e bactérias. Já os fatores abióticos são os elementos físicos, químicos ou geológicos do ambiente, responsáveis por determinar, em larga escala, a estrutura e funcionamento dessas comunidades. São exemplos: água, solo, ar e calor. Fatores bióticos: seres produtores (plantas e algas), seres consumidores (herbívoros e carnívoros) e seres decompositores (fungos e bactérias). Fatores abióticos: água, luz (energia luminosa), calor (energia térmica) e nutrientes (substâncias químicas). A influência que os fatores bióticos exercem no ecossistema são baseados principalmente a partir das relações ecológicas e das cadeias alimentares. As relações ecológicas são as interações que ocorrem entre os seres vivos, sendo classificadas da seguintes forma: Intraespecíficas (ou Homotípicas): relação entre seres da mesma espécie. Interespecíficas (ou Heterotípicas): relação entre seres de espécies diferentes. Harmônicas: quando o resultado da associação entre as espécies é positiva, podendo somente uma ou as duas espécies serem beneficiados sem o prejuízo de nenhum deles. Desarmônicas: quando o resultado desta relação for negativo, ou seja, se houver prejuízos para uma ou ambas as espécies envolvidas. Os diferentes tipos de relações ecológicas representam a contribuição dos seres vivos para o ecossistema em que vivem. O ecossistema aquático é um exemplo de como os fatores bióticos exercem sua influência para o equilíbrio do meio. O manguezal também reflete a importância das relações ecológicas, onde a biota forma um ciclo. Este é um ambiente considerado o berçário de muitas espécies marinhas, especialmente para muitos peixes e crustáceos que utilizam essa região para se reproduzir. As cadeias alimentares são as relações entre os organismos autótrofos (que produzem o próprio alimento) e os heterótrofos (que precisam ingerir outros organismos para se alimentar). SÃO CLASSIFICADAS EM DIFERENTES NÍVEIS TRÓFICOS: Produtores: são os seres autótrofos, ou seja, aqueles que fabricam o seu próprio alimento através da fotossíntese. Consumidores: são os seres heterótrofos, ou seja, aqueles não produzem o seu próprio alimento e por isso necessitam buscar em outros seres a energia para sobreviver. Decompositores: são aqueles que se alimentam da matéria orgânica em decomposição para obter nutrientes e energia, contribuindo assim com a reciclagem de matérias orgânicas. Como exemplo de cadeia alimentar existente no ecossistema marinho temos o manguezal. Nele, podemos considerar: Produtor: o mangue vermelho; Consumidor primário: o caranguejo que se alimenta de suas folhas; Consumidores secundários: a ave guará e o guaxinim que comem os caranguejos. Os fatores abióticos são os elementos não vivos do ambiente, porém que afetam os organismos vivos da biota. Esses elementos podem ser físicos ou químicos. Os fatores físicos são aqueles que constituem o clima do ecossistema, determinado principalmente pela radiação solar que chega à Terra. As radiações, além de proporcionarem a luz, fundamental para que ocorra fotossíntese (produção de alimento pelos organismos autótrofos), também influenciam na temperatura, que é uma condição ecológica decisiva para a vida na superfície terrestre. A temperatura influencia outros fatores climáticos tais como ventos, umidade relativa do ar e pluviosidade. Os fatores químicos são representados pelos nutrientes existentes. Destacam-se os sais minerais, nutrientes importantes e essenciais para garantir a sobrevivência dos organismos. Outro exemplo são os fosfatos, que desempenham um importante papel para a formação dos ácidos nucleicos, além do magnésio que participa da clorofila. Os ciclos biogeoquímicos, do nitrogênio, do oxigênio e do carbono contribuem com a ciclagem dos nutrientes e o fluxo de energia para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. Variação da maré como exemplo de um fator físico No caso do manguezal, a variação das marés é um fator que afeta bastante a vida dos organismos que existem ali. Na alta da maré, os terrenos ficam alagados e com a maré mais baixa ficam expostos. As plantas que vivem no manguezal têm as raízes adaptadas para se fixar bem ao terreno lamacento, são as raízes escoras que ficam expostas na maré baixa. Os fatores químicos são representados pelos nutrientes existentes. Destacam-se os sais minerais, nutrientes importantes e essenciais para garantir a sobrevivência dos organismos. Outro exemplo são os fosfatos, que desempenham um importante papel para a formação dos ácidos nucleicos, além do magnésio que participa da clorofila. Os ciclos biogeoquímicos, do nitrogênio, do oxigênio e do carbono contribuem com a ciclagem dos nutrientes e o fluxo de energia para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. O manguezal é um ecossistema formado em locais onde há mistura de água doce com água salgada. Nele, existe uma concentração maior dos sais, que varia bastante nesses ambientes. Sendo assim, temos outro fator abiótico que influencia a vida da comunidade biótica. Partindo da resolução Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente) Nº001 de janeiro de 1986, impacto ambiental é definido como “qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; e a qualidade dos recursos ambientais.” Após analisar essa resolução, nota-se que qualquer ação antropogênica– isto é, realizada pelos seres humanos- provocará um impacto ambiental, podendo ser positivo ou negativo. Infelizmente, com o modo de desenvolvimento atual, os impactos são majoritariamente negativos, os quais estão diretamente relacionados com o crescimento das áreas urbanas, o aumento da queima de combustíveis fósseis, a obsolescência programada, o esgotamento dos recursos naturais etc. Assim, acarreta- se a degradação e poluição da natureza. ILHAS DE CALOR: fenômeno climático que eleva a temperatura das áreas urbanas. Origem: poluição atmosférica; remoção da cobertura vegetal; construção de prédios que impedem a circulação de ar; grande quantidade de veículos; elevada capacidade de absorção de calor do asfalto (possui um albedo baixo). Medidas de combate: preservação de áreas verdes; plantio de árvores em larga escala; diminuição da poluição do ar. EFEITO ESTUFA: é um fenômeno natural ocasionado pela concentração de gases na atmosfera, os quais formam uma camada que permite a passagem dos raios solares e a absorção de calor. Ele é essencial para manter a temperatura da Terra adequada, pois sem ele o planeta seria muito frio. No entanto, em virtude das atividades humanas, mais calor está sendo retido na atmosfera, resultando em um aumento da temperatura. Assim, origina-se o aquecimento global. Origem: é ocasionado pela queima de combustíveis fósseis; queimadas nas florestas; criação de gado; e outras formas de poluição atmosférica que impede a dissipação do calor. Resultados do aquecimento global: derretimento de gelo nas regiões polares, gerando o aumento do nível do mar; extinção de espécies; desertificaçãode áreas naturais; mudanças climáticas. CHUVA ÁCIDA: termo abrangente que inclui qualquer forma de precipitação com componentes ácidos. Origem: é resultado da queima de combustíveis fósseis; emissão de enxofre (SO2) e os óxidos de nitrogênio (NOX) que reagem com a água, o oxigênio e outros produtos químicos para formar ácidos sulfúrico e nítrico. Problemas gerados: contaminação de rios e lagos; morte de animais; destruição de plantações; corrosão de edifícios, monumentos, veículos etc. INVERSÃO TÉRMICA: fenômeno natural registrado em qualquer parte do planeta, no qual ocorre a inversão das camadas atmosféricas (em escala local) de forma que o ar frio fica aprisionado em baixas altitudes e o ar quente nas camadas mais elevadas. Assim, ocorre uma desestabilização de curta duração na circulação atmosférica. Origem: absorção de calor durante o dia, devido às grandes áreas urbanas, a impermeabilização do solo (com o asfalto), poluição atmosférica e o desmatamento. • Reflorestamento; • Recuperação de matas ciliares; • Uso de fontes renováveis de energia; • Estabelecimento de leis de conservação do meio ambiente; • Uso de filtro nas indústrias. Os ecossistemas aquáticos são os que abrangem os ambientes de água. Eles incluem desde um pequeno corpo de água até os oceanos. Da mesma forma como ocorre em ecossistemas terrestres, os aquáticos também apresentam diversos tipos de relações ecológicas e interação entre os fatores bióticos e abióticos. Os ecossistemas aquáticos são classificados conforme as características de: temperatura, salinidade, movimentação da água, profundidade e incidência de raios solares. principais de ecossistemas aquáticos: ECOSSISTEMA MARINHO Os ecossistemas marinhos incluem os mares e oceanos, os quais cobrem aproximadamente 71% da superfície terrestre. Eles podem ser classificados de acordo com a profundidade da água da seguinte forma: Zona litoral: região entre os limites das marés, ficando exposta periodicamente. Zona nerítica: região do mar sobre a plataforma continental que se estende até 200 m de profundidade, sendo iluminada pela luz solar. Zona oceânica: região entre 200 a 2000 m de profundidade, não há iluminação da luz solar e os animais tornam-se mais escassos. Zona bêntica: corresponde ao fundo do mar habitado por algumas espécies. Os mares e oceanos também são classificados conforme as zonas que recebem ou não os raios solares: Zona fótica: região que recebe luz do sol suficiente para a fotossíntese dos seres produtores aquáticos. Zona afótica: região sem incidência de raios solares e habitada apenas por seres heterotróficos. ECOSSISTEMA DE ÁGUA DOCE Representação de um ecossistema aquático de água doce Os ecossistemas de água doce englobam os córregos, lagos, lagoas, geleiras, reservatórios subterrâneos e rios. Eles são ser classificados nas seguintes zonas: Zona úmida ou alagados: áreas de solo saturado com água e que abrigam uma vegetação característica. São exemplos os pântanos e brejos. Quando associado ao ambiente marinho temos os manguezais. Zona lêntica: áreas de água com pouco fluxo ou paradas, como lagos, lagoas, poças e reservatórios subterrâneos. Zona lótica: área com água doce corrente a exemplo dos rios, córregos e riachos. Existem ainda os estuários encontrados na foz dos rios e que unem-se aos mares. Eles apresentam como característica principal a mistura da água doce com a salgada. Pelo fato de receberem nutrientes do rio e do mar, os estuários são ecossistemas aquáticos de alta produtividade. A cadeia alimentar corresponde ao caminho da matéria e da energia que inicia com os seres produtores e termina nos decompositores. O fitoplâncton é um importante produtor primário dos ecossistemas aquáticos, representando a base da cadeia alimentar e servindo de alimento para outros organismos. Os ecossistemas representam a unidade básica do estudo da Ecologia. Além disso, é nele que se desenvolvem todas as relações ecológicas entre as espécies e a interação destas com os fatores do ambiente. Porém, as atividades humanas modificam drasticamente os ecossistemas aquáticos. Um exemplo é a eutrofização, um processo que adiciona matéria orgânica aos ambientes aquáticos em decorrência do escoamento de esgotos ou resíduos industriais. Essa condição altera o funcionamento da cadeia alimentar, provocando um desequilíbrio ao ecossistema e contaminando a água. A poluição da água é outro fator que pode ocasionar a destruição de ecossistemas aquáticos e desaparecimento de espécies. Os ecossistemas terrestres são porções de terra habitadas por um conjunto de seres vivos que interagem com as características ambientais próprias da região. O ecossistema é o conjunto dos organismos vivos e seus ambientes físicos e químicos, ou seja, a integração entre os fatores bióticos e abióticos. Os principais tipos de ecossistemas terrestres são as florestas, desertos, pradarias e savanas. FLORESTAS A fauna, flora e fatores abióticos das florestas tropicais formam complexos ecossistemas As florestas são ambientes com grande quantidade de árvores, nos quais as copas se cruzam e formam um "teto" verde. As florestas tropicais são os ecossistemas terrestres mais ricos em biodiversidade do planeta. Por isso, elas representam ecossistemas altamente complexos devido às inúmeras relações ecológicas existentes. No Brasil, destacam-se a Floresta Amazônica e a Mata Atlântica. DESERTOS Os desertos abrigam diferentes formas de vida adaptadas ao ambiente seco Os desertos são ambientes secos, com baixos índices de chuvas e de clima quente e árido. A vegetação desse ecossistema consiste de gramíneas e arbustos, distribuídos espaçadamente. Muitas plantas do deserto são xerófitas, adaptadas ao ambiente seco e com capacidade de evitar a perda de água. Entre os elementos da fauna encontram-se répteis, insetos e alguns roedores. PRADARIAS E SAVANAS A pradaria é um ambiente coberto por vegetação rasteira As pradarias são ecossistemas existentes em planícies e cobertos por vegetação herbácea. As plantas mais altas podem atingir até 2 metros de altura. A fauna da pradaria é composta por aves, mamíferos, repteis e insetos. No Brasil, um exemplo de pradaria é o Pampa que ocorre no Sul do país. Cerrado O Cerrado brasileiro representa um exemplo de savana As savanas são ecossistemas que ocorrem em clima tropical, com uma estação seca e outra úmida. A vegetação é predominantemente herbácea e as árvores existentes encontram-se distantes uma das outras. Um exemplo de savana brasileira é o Cerrado. A cadeia alimentar representa o percurso de matéria e energia no ecossistema. Em uma cadeia alimentar terrestre temos a seguinte sequência: seres produtores, consumidores e seres decompositores. Produtor: seres fotossintetizantes, como a árvore. Consumidor Primário: animais herbívoros, como os insetos. Consumidor Secundário: animais que alimentam-se dos herbívoros, como o tamanduá. Consumidor Terciário: animais de maior porte que alimentam-se de outros carnívoros, como a onça. Decompositores: seres que alimentam-se da matéria orgânica em decomposição, como os fungos e bactérias Os biomas representam o conjunto de ecossistemas terrestres. No Brasil, existem seis biomas: Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, Pantanal e Pampa. Em todo o mundo podemos encontrar sete tipos de biomas: Tundra, Taiga, Floresta Temperada, Floresta Tropical, Savanas, Pradaria e Deserto. O termo bioma não é aplicado para ecossistemas aquáticos. A transformação de energia mais importante nos ecossistemas é a conversão da luz solar em energia química através da fotossíntese. Por meio da cadeia alimentar, a energia passa através do ecossistema. A cadeia alimentar representa o percurso de matéria e energia no ecossistema. Ela inicia com os seres produtores, passa pelos consumidores e termina nos seres decompositores. A cadeiaalimentar é importante porque garante a sobrevivência do ecossistema, auxiliando na absorção de nutrientes e de energia pelos organismos vivos. As pirâmides ecológicas representam o fluxo de energia e matéria entre os níveis tróficos. Através delas, observamos que a energia vai diminuindo a cada nível trófico sucessivamente acima. Além da energia, os organismos ajudam a transportar elementos químicos através dos ciclos biogeoquímicos que ocorrem nos ecossistemas. Eles representam o movimento dos elementos químicos entre os seres vivos e a atmosfera, litosfera e hidrosfera do planeta.