ODUM 2013 ciclagem em florestas tropicais

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148 Ecologia 
cos, muito embora esta concentra^ao possa ser 
toxica. Principalmente por causa das atividades 
humanas, o ecologista agora tern que se preo-
cupar com a ciclagem de muitos dos elementos 
nao essenciais, e todos nos devemos nos preo-
cupar com o aumento do volume de lixo toxico 
que esta sendo despejado ou que, por descuido, 
escapa para o ambiente, contaminando os ciclos 
basicos dos elementos vitais. 
• Expllcafio 
A maioria dos elementos nao essenciais 
apresenta pouco efeito nas concentra(;6es nor-
malmente encontradas na maioria dos ecos-
sistemas naturals, provavelmente porque os 
organismos adaptaram-se a presen^a deles. 
Portanto, o seu movimento seria de pouco inte-
resse, nao fossem os subprodutos da minera^ao, 
das fabricas e das indiistrias quimicas e agrico-
las, que contem altas concentra<;6es de metais 
pesados, compostos organicos toxicos e outros 
materials potencialmente perigosos, os quais, 
com demasiada frequencia, chegam a entrar no 
ambiente. Consequentemente, a ciclagem de 
quase tudo e importante. Mesmo u m elemento 
muito raro, se estiver como composto metalico 
altamente toxico, ou u m isotopo radioativo, 
pode tornar-se u m problema biologico, porque 
uma quantidade muito pequena de material (do 
ponto de vista biogeoquimico) pode produzir 
u m efeito biologico muito marcante. 
- Eiemptos 
O estroncio e u m bom exemplo de u m ele-
mento anteriormente quase desconhecido que 
agora deve receber aten^ao especial, porque o 
estroncio radioativo e particularmente perigoso 
aos seres humanos e aos outros vertebrados. O 
estroncio comporta-se como o calcio, resultando 
que o estroncio radioativo entra em contato 
intimo com o tecido dos nossos ossos que gera 
o sangue. Cerca de 7% do total de material sedi-
mentar levado pelos rios e de calcio. Para cada 
1.000 atomos de calcio, 2,4 atomos de estroncio 
movimentam-se junto com o calcio ate o mar. 
Quando o uranio e fissionado na prepara^ao e 
teste de armas nucleares e nas usinas atomicas, o 
estr6ncio-90 radioativo e produzido como resi-
duo, sendo u m dos varies produtos de fissao que 
se decompoem muito lentamente. O estr6ncio-90 
e um material novo que foi acrescentado a bios-
fera; ele nao existia na natureza antes da fissao do 
atomo. Quantidades minimas de estr6ncio-90, 
liberadas em chuva radioativa nos testes de armas 
e escapando dos reatores nucleares, agora seguem 
o calcio no caminho que parte do solo e da agua, 
entrando na vegeta^ao, nos animals, no alimento 
humano e nos ossos humanos. E m 1970, existia 
uma quantidade suficiente de estroncio nos ossos 
das pessoas capaz de apresentar efeitos carcino-
genicos, segundo alguns cientistas medicos. C o m 
a proibi(;ao internacional sobre o teste de armas 
nucleares na atmosfera, a amea^a foi reduzida, 
pelo menos durante algum tempo. Cesio-137 
radioativo, outro produto perigoso da fissao, 
comporta-se como o potassio, e portanto cicla 
rapidamente ao longo das cadeias alimentares. 
Grandes quantidades de produtos radioativos de 
fissao estao agora armazenadas em tanques nas 
instala^oes de energia atomica. O problema sobre 
a destina9ao desses residuos tem limitado, como 
ja foi assinalado, os usos pacificos da energia ato-
mica. O problema dos residuos perigosos sera 
considerado em mais detalhes no Capitulo 5. 
O mercurio e mais u m exemplo de u m ele-
mento natural que havia apresentado pouco 
impacto na vida antes da idade industrial, por 
causa da sua baixa concentra^ao e baixa mobiU-
dade. A minera(;ao e a indiistria mudaram isso, 
e o mercurio e outros metais pesados (tais como 
cadmio, cobre, zinco) agora constituem u m pro-
blema. A Figura 4.13 compara a ciclagem atual 
do mercurio com a situa^ao que supostamente 
existiu antes dos seres humanos. A s atividades 
industrials introduziram dois fluxos novos, 
a minera^ao e as emissoes para a atmosfera 
(tracejado na Figura 4.13). Eles aumentaram a 
quantidade de mercurio que entra nos solos e 
nos rios, aumentando assim o contato potencial 
com OS organismos vivos. Como ocorre com 
tantas substancias, os microrganismos desem-
penham u m papel importante. Neste caso, as 
formas insoluveis do mercurio sao transforma-
das em mercurio metihco soluvel muito vene-
noso, o qual e bastante movel. 
• Ciclagem de nut r ientes^ 
nostropicos ^ 
« Enundado J > / H f 
O padrao de ciclagem de nutrientes nos 
tropicos, em especial nos tropicos l imidos, e 
Capftulo 4 I Ciclos Biogeoquimicos 149 
A t m o s f e r a 
1 4 0 
(40) 
F l u x o to ta l p a r a a a t m o s f e r a 
4 0 8 
( 2 5 0 ) 
V a p o r / C h u v a 
8 3 / 136 
( 8 3 ) / (83) 
T e r r a 
g a n h o d e 2 3 
( 1 0 0 . 0 0 0 ) 
R i o s 
M i n e r a ? a o 
9 0 
O c e a n o 
g a n h o d e 8 4 
( 4 1 5 . 0 0 0 ) 
7 D e p o s i g a o 
/ 3 5 
(13) 
S e d i m e n t o s 
p e r d a d e 8 7 
( 3 . 3 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 ) 
Figura 4.13 Cicio atual do mercurio comparado com o cicio do mercurio de antes do homem. As quant ida-
des indicadas em cada reservatorio (compart imento) sao medidas em unidades de 10^ g; os fluxos (setas), em 
10^ g/ano. As estimativas sobre quantidades e fluxos da fase pre-humana estao colocados entre parenteses. As 
atividades humanas estabeleceram dois novos fluxos (mineragao e emissoes), expresses por linhas pontilhadas, 
bem como aumentaram o fluxo para a atmosfera em 60%, com um aumento correspondente na quantidade 
dissolvida na chuva (adaptada Wollast, Billen e Mackenzie, 1975). 
diferente, de varias maneiras importantes, do 
padrao da zona temperada setentrional. Nas 
regioes frias, uma grande parcela da materia 
organica e dos nutrientes disponiveis perma-
nece o tempo todo no solo ou no sedimento; 
nos tropicos, uma porcentagem muito maior 
esta na biomassa, sendo reciclada dentro da 
estrutura organica do sistema, com o auxilio 
de varias adapta^oes biologicas que conservam 
nutrientes, inclusive simbioses mutualisticas 
entre microrganismos e plantas. A o remover-se 
esta estrutura biotica evoluida e bem organi-
zada, OS nutrientes perdem-se rapidamente 
por l ixivia^ao sob condi^oes de altas tempe-
raturas e chuvas intensas, principalmente em 
locals que em principio sao pobres em nutrien-
tes. Por esta razao, as estrategias agricolas da 
zona temperada, que envolvem a monocultura 
de plantas anuais de vida curta, sao totalmente 
inapropriadas para as regioes tropicals. E 
urgente uma reavalia<;ao ecologica da agricul-
tura tropical em particular e do gerenciamento 
ambiental em geral, se quisermos corrigir os 
erros passados e evitar desastres ecologicos no 
futuro. Ao mesmo tempo, a r ica diversidade de 
especies nos tropicos de alguma maneira tem 
que ser preservada. 
« Expflcafao 
A Figura 4.14 compara a distribui^ao da 
materia organica em uma floresta temperada 
e em uma tropical. Cabe salientar que, nesta 
compara^ao, todos os dois ecossistemas con-
tem aproximadamente a mesma quantidade de 
carbono organico; porem, na floresta do norte, 
mais que a metade esta na serrapilheira e no 
solo, enquanto na floresta tropical mais que tres 
quartos estao na vegeta^ao. A compara^ao entre 
as florestas temperadas e tropicals continua no 
Quadro 4.3. Cerca de 58% do nitrogenio total 
esta na biomassa de uma floresta tropical - 44% 
estando acima do solo - em compara^ao com os 
6% e 3%, respectivamente, em uma floresta de 
pinheiros na Gra-Bretanha. 
Ao se remover uma floresta na zona tem-
perada, o solo retem os nutrientes e sua estru-
tura e pode ser lavrado durante muitos anos da 
maneira "convencional", o que significa arar uma 
ou mais vezes por ano, plantar especies anuais 
e aplicar fertilizantes inorganicos. Durante o 
inverno, as temperaturas abaixo de zero ajudam 
a segurar os nutrientes e a controlar as pragas 
e OS parasitos. Nos tropicos umidos, porem, a 
retirada
da floresta remove a capacidade da 
150 Ecologia 
Dis t r i bu igao d o c a r b o n o o r g a n i c o 
( C 2 5 0 t /ha) 
^ F o l h a s 
( h o r i z o n t e A J 
F l o r e s t a t e m p e r a d a d e c o n f f e r a s F l o r e s t a t rop i ca l umidei 
Figura 4.14 Distribuigao de carbono organico acumulado nos compart imentos abioticos (solo, serrapilheira) 
e bioticos (madeira, folhas) de ecossistemas florestais setentrional e tropical. Uma porcentagem bem maior da 
materia organica total esta na biomassa da floresta tropical (adaptada de u m trabaiho de Kira e Shidei, 1967). 
terra de segurar e reciclar os nutrientes (e de 
combater as pragas), na presen^a de tempera-
turas altas durante o ano todo e de periodos de 
chuvas lixiviantes. E muito frequente que a pro-
dutividade das culturas diminua rapidamente 
e a terra seja abandonada, criando o padrao da 
"agricultura itinerante", sobre a qual tanto ja foi 
escrito. A ciclagem de nutrientes, em especial, e 
o controle da comunidade, em geral, entao, ten-
dem a ser mais fisicos no norte e mais biologicos 
no sul. Esta breve rela^ao e, evidentemente, uma 
simplifica^ao de situa^oes complexas, mas este 
contraste fundamenta o que atualmente parece 
ser a razao ecologica basica por que localidades 
subtropicais ou tropicals, que sustentam flores-
tas ou outras formas de vegeta^ao vi(;osas e alta-
mente produtivas, produzem tao pouco sob u m 
metodo setentrional de manejo agricola. 
Jordan e Herrera (1981) assinalaram que o 
grau em que as florestas tropicals "investem", 
por assim dizer, em mecanismos de reciclagem 
conservadores de nutrientes depende da geo-
logia e da fertilidade basica do local. Grandes 
areas de florestas tropicals, como ocorrem na 
maior parte da Bacia Amazonica oriental e 
central, situam-se em solos antigos pre-cam-
brianos, altamente lixiviados, ou sobre deposi-
tos arenosos pobres em nutrientes. Estes locals 
oligotroficos sustentam florestas tao vi^osas e 
produtivas como aquelas dos locals mais eutro-
ficos (/. e., ferteis) das montanhas de Porto Rico, 
Costa Rica e dos contrafortes dos Andes. A s flo-
Quadro 4.3 Distribuigao de nitrogenio, em g/m^ em ecossistemas florestais temperado e tropical.* 
Floresta de pinheiros com 55 anos na Gra-Bretanlia Floresta tropical de galeria 
Folhas 12,4 52,6 
Madei ra ac ima d o s o l o t 18,5 41,2 
Raizes 18,4 28,2 
Serrapi lheira 40,9 3,9 
Solo 730,8 85,3 
% N ac ima d o solo 3,0 44,0 
% N na biomassa 6,0 57,8 
Indice rai'zes/partes aereas+ 0,60 0,30 
Indice fo lhas /made i ra 0,34 , 0,76 
*Segundo Ovington, 1962. 
"Nao inclui folhas. 
"Inclui folhas. 
Capitulo 4 I Ciclos Biogeoquimicos 151 
restas tropicals limidas em locals oligotroficos 
sao ecologicamente semelhantes aos luxuriantes 
recifes coralinos nas aguas pobres em nutrientes 
do Pacifico central (veja Capitulo 1). A chave do 
sucesso dos dois tipos de ecossistema e a com-
plexa simbiose entre autotrofos e heterotrofos, 
envolvendo microrganismos intermediarios 
especiais. 
Entre os mecanismos que sao particular-
mente bem desenvolvidos nos ecossistemas de 
floresta pluvial em locals oligotroficos, Jordan e 
Herrera listam os seguintes: 
• Emaranhados de raizes, que consistem em 
muitas raizes finas absorventes, penetrando 
na serrapilheira superficial, recuperam 
rapidamente os nutrientes das folhas 
caidas e da chuva antes que possam ser 
lixiviados. Estes emaranhados de raizes 
aparentemente inibem, tambem, as ativi-
dades das bacterias desnitrificantes, dessa 
forma impedindo a perda de nitrogenio 
para o ar 
• Micorrizas (veja Capitulo 3) associa-
das a sistemas radiculares agem aprisio-
nando nutrientes, facilitando em muito a 
recupera^ao de nutrientes e a sua reten-
^ao dentro da biomassa. (Essa simbiose 
para beneficio mutuo ocorre largamente 
em locals oligotroficos da zona tempe-
rada, tambem) 
• Folhas perenes com cuticula grossa e 
cerosa retardam a perda de agua e de 
nutrientes pelas arvores e tambem resis-
tem a herbivoros e parasitos 
• Pontas foliares longas e pontudas drenam 
a agua da chuva, reduzindo desse modo a 
lixivia(;ao dos nutrientes foliares 
• As algas e os liquens que cobrem a super-
ficie de muitas folhas utilizam nutrientes 
da chuva, alguns dos quais se tornam ime-
diatamente disponiveis para a absor^ao 
pelas folhas; os liquens tambem podem 
fixar o nitrogenio 
• A corti^a grossa inibe a difusao de nutrien-
tes do floema para a superficie e a sua 
perda subsequente por fluxo caulinar 
(/. e., pela chuva escoando pelos troncos). 
E m resumo, o ecossistema tropical pobre em 
nutrientes e capaz de manter uma alta produ-
tividade sob condi<;6es naturals por meio de 
uma variedade de mecanismos conservado-
res de nutrientes que, nas palavras de Went e 
Stark (1968), produzem uma "ciclagem direta" 
de planta em planta, mais ou menos sem pas-
sar pelo solo. Sendo tais florestas derrubadas 
para a agricultura ou para o reflorestamento 
comercial, estes mecanismos sao destruidos, e 
a produtividade diminui muito rapidamente, 
da mesma maneira que as colheitas. Quando o 
local e abandonado, a floresta recupera-se len-
tamente, se tanto. E m contraste, as florestas em 
locals eutroficos apresentam maior elasticidade. 
O cultivo itinerante nestes locals pode nao ser 
uma ma ideia, afinal. 
O desenvolvimento e o ensaio de plantas 
agricolas que apresentem sistemas radiculares 
com micorrizas bem desenvolvidas e capazes 
de fixarem o nitrogenio, alem de uma utiliza-
9ao maior de plantas perenes, sao objetivos 
ecologicamente sensatos para locals de clima 
subtropical (como o sudeste dos E U A ) e tro-
pical. A rizicultura inundada e bem-sucedida 
nos tropicos por causa das caracteristicas espe-
ciais aprisionadoras de nutrientes desse antigo 
tipo de agricultura. Os arrozais sao cultivados 
no mesmo local ja ha mais de 1.000 anos nas 
Filipinas (Sears, 1957), u m sucesso rivalizado 
por poucos sistemas agricolas atualmente em 
uso. Estes terra^os de rizicultura entremeiam-se 
com manchas de florestas que originalmente 
eram preservadas por tabus religiosos. Para 
evitar o que Hutchinson (1967a) chamou de "o 
conserto rapido tecnologico com u m coice eco-
logico", deve-se primeiro descobrir se a mistura 
de floresta e arrozais tem alguma rela^ao com 
a longevidade do sistema produtor de alimen-
tos antes de nos apressarmos a recomendar que 
as florestas sejam destruidas para que se cultive 
mais arroz. 
Disto nao ha diivida: a agrotecnologia indus-
trializada da zona temperada nao pode ser trans-
ferida sem modificagoes para as regioes tropicais. 
• Vias de reciclagem 
Indice de reciclagem 
" Enundado 
E instrutivo rever o assunto da biogeoqui-
mica em termos de vias de reciclagem, pois a 
reciclagem da agua e dos nutrientes e u m pro-
cesso vital dos ecossistemas e esta se tornando 
uma preocupa^ao importante para a huma-