Captulo 4 Ciclos Biogeoqumicos

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Ciclos Ciclos BiogeoquBiogeoquíímicosmicos
UFRN
CENTRO DE TECNOLOGIA
FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA PARA ENGENHARIA
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INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
O fluxo unidirecional de energia solar 
proporciona condições para síntese da matéria 
orgânica pelos seres autótrofos, sua decomposição e 
retorno ao meio como elementos inorgânicos pela ação 
dos microconsumidores heterótrofos. 
Como os recursos na Terra são finitos e a vida 
depende do equilíbrio natural desse ciclo, esse processo 
de reciclagem da matéria é de suma importância.
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CICLOS BIOGEOQUCICLOS BIOGEOQUÍÍMICOSMICOS
NUTRIENTESNUTRIENTES
NUTRIENTES - Elementos essenciais à vida, 
disponível para os produtores, em forma molecular ou 
iônica. 
Participam da trajetória, desde o meio inanimado, 
passando pelos organismos vivos e retornando ao meio 
original. 
Aproximadamente 40 elementos são incorporados 
aos organismos na forma de compostos orgânicos 
complexos ou participam de uma série de reações 
químicas essenciais às atividades dos seres vivos.
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GRUPO DE NUTRIENTESGRUPO DE NUTRIENTES
Macronutrientes- Participam em quantidades superiores a 
0,2% do peso orgânico seco (p.o.s.) :
O carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O), o 
nitrogênio (N) e o fósforo (P), participam em quantidades 
superiores a 1 % do p.o.s. dos seres vivos, além do enxofre 
(S), do cloro (Cl), do potássio (K), do sódio (Na), do cálcio 
(Ca), do magnésio (Mg) e do ferro (Fe).
Micronutrientes -Participam em quantidades inferiores a 
0,2% do p.o.s. do ser vivo :
O alumínio (Al), o boro (B), o cromo (Cr), o zinco (Zn), o 
molibdênio (Mo), o vanádio (V) e o cobalto (Co).
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CONCEITO DE BIOGEOQUCONCEITO DE BIOGEOQUÍÍMICAMICA
(ODUM 1971)(ODUM 1971)
Os elementos essenciais fazem parte desses ciclos que 
recebem o nome de biogeoquímicos. 
Bio- organismos vivos interagem no processo de síntese 
orgânica e decomposição dos elementos; 
Geo- meio terrestre é a fonte dos elementos, 
Químicos- são ciclos de elementos químicos.
A biogeoquímica - A ciência que estuda a troca ou a 
circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-
químicos da biosfera). 
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CONCEITO DE BIOGEOQUCONCEITO DE BIOGEOQUÍÍMICOSMICOS
(ODUM 1971)(ODUM 1971)
„ Tipos de ciclos Biogequímicos:
„ Ciclo dos elementos vitais (macro e micronutrientes); 
„ Ciclo de um composto vital (a água).
São identificados o Ciclo Hidrológico (ou da água) e 
os Ciclos Sedimentares e Gasosos dos elementos 
químicos. 
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REAREAÇÇÃO DE FOTOSÃO DE FOTOSÍÍNTESENTESE
As plantas utilizam o CO2 e o vapor de água da atmosfera 
para, na presença de luz solar, sintetizar compostos orgânicos de 
carbono, hidrogênio e oxigênio, tais como a glicose (C6H12O6). 
Expressão constitui uma simplificação de um conjunto de 
aproximadamente 80 a 100 reações químicas. 
Destamca-se :
a) a fixação do carbono em sua forma orgânica indica que a 
fotossíntese é a base da vida na Terra; 
b) a energia solar é armazenada como energia química nas 
moléculas orgânicas da glicose.
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EQUAEQUAÇÇÃO DA RESPIRAÃO ÃO DA RESPIRAÃO 
A energia armazenada nas moléculas orgânicas é liberada no processo 
inverso ao da fotossíntese: a respiração. 
Ocorre a quebra das moléculas, com a conseqüente liberação de 
energia para realização das atividades vitais dos organismos. 
Por meio da fotossíntese e da respiração, o carbono passa de sua fase 
inorgânica à fase orgânica e volta para a fase inorgânica, completando, 
assim, seu ciclo biogeoquímico.
Fotossíntese e Respiração são processos de reciclagem do carbono
e do oxigênio em várias formas químicas em todos os ecossistemas.
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O CICLO DO CARBONOO CICLO DO CARBONO
A interação entre os reservatórios aquático e atmosférico 
ocorre por meio de uma reação química de difusão, cuja direção 
depende da maior ou menor concentração do gás. A reação é
dada a seguir (Kormondy, 1976):
Caso haja aumento da concentração de CO2 na atmosfera, a 
reação indica que parte desse CO2 será absorvida pelo oceano, 
ficando dissolvido na água.
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O CICLO DO CARBONOO CICLO DO CARBONO
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O CICLO DO CARBONOO CICLO DO CARBONO
Ciclo Principal - Produtores, consumidores e decompositores
participam, respectivamente, dos processos de fotossíntese e 
respiração, 
Ciclo Secundário, mais lento, do decaimento de plantas e 
animais que foram incorporados por processos geológicos na 
crosta terrestre. 
Os organismos foram transformados em combustíveis fósseis 
e calcário, que ficam à margem do ciclo principal.
Os combustíveis fósseis são, portanto, energia solar 
armazenada na forma de moléculas orgânicas no interior da 
Terra.
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O CICLO DO CARBONOO CICLO DO CARBONO
A partir da Revolução Industrial ocorreu o uso intenso dessa 
energia armazenada e, no processo de queima (respiração), passou 
a devolver o CO2 à atmosfera a uma taxa superior à capacidade 
assimiladora das plantas e dos oceanos.
Esse desequilíbrio do ciclo natural pode ter implicações na 
alteração do chamado ‘efeito estufa’, com conseqüente 
aumento na temperatura global da Terra.
Aproximadamente 50% do excesso de CO2 gerado é absorvido 
pelos oceanos (Perkins, 1974). 
Diante da multiplicidade de fatores que intervém no mecanismo 
de recuperação do sistema, até que ponto os oceanos suportarão o 
aumento de CO2 ? 
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
O crescimento populacional após a Revolução Industrial, na 
segunda metade do século XIX, implicou um aumento da 
produtividade de agrícola para fazer frente à demanda crescente 
de alimentos.
Tanto o NITROGÊNIO como o FÓSFORO são fatores 
limitantes do crescimento dos vegetais e, por isso, tornaram-se 
alguns dos principais fertilizantes utilizados hoje na agricultura. 
O NITROGÊNIO desempenha um importante papel na 
constituição das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos, 
vitaminas, enzimas e hormônios — elementos vitais aos seres 
vivos.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
O ciclo do nitrogênio, assim como o do carbono, é um ciclo 
gasoso.
Apesar dessa similaridade, existem algumas diferenças notáveis 
entre os dois ciclos:
a) a atmosfera é rica em nitrogênio (78%) e pobre em carbono 
(0,032%);
b) apesar da abundância de nitrogênio na atmosfera, somente um 
grupo seleto de organismos consegue utilizar o nitrogênio gasoso; 
c) o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio é muito mais 
extenso que no ciclo do carbono.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
Grande parte do nitrogênio existente nos organismos vivos não 
é obtida diretamente da atmosfera, uma vez que a principal 
forma de nutriente para os produtores são os nitratos (NO3-).
Esses nitratos são fruto da decomposição de matéria orgânica, 
na qual o nitrogênio do protoplasma é quebrado em uma série de 
compostos orgânicos e inorgânicos por bactérias com funções 
especializadas em cada parte do processo.
Os nitratos podem ainda ser obtidos por meio da ação de 
bactérias fixadoras de nitrogênio e das descargas elétricas que 
ocorrem na atmosfera.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
MecanisnosMecanisnos DiferenciaisDiferenciais
1)Fixação do nitrogênio atmosférico em nitratos, 2) Amonificação; 
3) Nitrificação; e 4) Desnitrificação. 
A fixação do nitrogênio ocorre por meio dos chamados organismos 
simbióticos fixadores de nitrogênio, de vida livre e fotossintéticos.
Entre os organismos simbióticos, destaca-se a espécie Rhizobium, que 
vive em associação simbiótica (mutualismo) com raízes vegetais 
leguminosas (ervilha, soja, feijão etc). 
A importância desses organismos é bastante óbvia, sendo a rotação de 
culturas de leguminosas uma alternativa ecológica ao uso dos fertilizantes 
nitrogenados sintéticos.
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ORGANISMOS DE VIDA LIVREORGANISMOSDE VIDA LIVRE
Dentre os organismos de vida livre, encontramos 
bactérias aeróbias (azotobacter) e bactérias anaeróbias 
(clostridium ). 
As algas, principalmente as cianofíceas (anabaena e 
nostoc, entre outras), são organismos de vida livre fixadores
de nitrogênio. 
Algumas bactérias fotossintéticas ( Rhodospirillum ) são 
também fixadoras de nitrogênio.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
A fixação do nitrato por via biológica é, de longe, a mais 
importante. 
Dos 140 a 700 mg/m2/ano fixados pela biosfera como um todo, 
somente cerca de 35 mg/m2/ano são fixados por mecanismos físico-
químicos (Odum, 1971). 
Na fixação por via biológica, os organismos simbióticos produzem 
uma quantidade que é, no mínimo, cem vezes maior do que aquela 
produzida pelos organismos de vida livre (Kormondy, 1976).
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
O nitrogênio fixado é rapidamente dissolvido na água do solo e fica 
disponível para as plantas na forma de nitrato, que os transformam os s em 
grandes moléculas que contêm nitrogênio e outras moléculas orgânicas 
nitrogenadas, necessárias à vida. Inicia-se, então, o processo de 
amoníficação.
Quando esse nitrogênio orgânico entra na cadeia alimentar, ele passa a 
constituir moléculas orgânicas dos consumidores primários, secundários e 
assim sucessivamente.
Atuando sobre os produtos de eliminação desses consumidores e do 
protoplasma de organismos mortos, as bactérias mineralizam o nitrogênio 
produzindo gás amônia (NH3) e sais de amônio (NH4+). Dessa maneira se 
completa a fase de amonificação no ciclo.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
NH4+ e NH3 são convertidos em nitritos (NO2-) e, posteriormente, 
no processo de nitrificação, de nitritos em nitratos (NO3-) por um grupo 
de bactérias quimiossintetizantes. 
A passagem de amônia a nitrito é feita pelas nitrossomonas; e a 
passagem a nitratos, pelas nitrobacter. Esse processo de nitrificação se 
processa aerobiamente.
Por fim, ocorre o retorno ao nitrogênio gasoso (N2) a partir do 
nitrato, pela ação das pseudomonas. Esse fenômeno da desnitrificação é
anaeróbio e ocorre nos solos pouco aerados.
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O CICLO DO NITROGÊNIOO CICLO DO NITROGÊNIO
A síntese industrial da amônia (NH3) a partir do nitrogênio 
atmosférico (N2), desenvolvida durante a Primeira Guerra Mundial pelo 
alemão Fritz Haber, possibilitou o aparecimento dos fertilizantes 
sintéticos, com um conseqüente aumento da eficiência da agricultura. 
O ciclo equilibrado do nitrogênio depende de um conjunto de 
fatores bióticos e abióticos determinados; portanto, nem sempre está
apto a assimilar o excesso sintetizado artificialmente. 
Esse excesso de 9 x 109 t/ano (Kormondy, 1976), carregado para os 
rios, lagos e lençóis de água subterrâneos, tem provocado o fenômeno 
da eutrofização, comprometendo a qualidade das águas.
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
O fósforo é o material genético constituinte das moléculas dos 
ácidos ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA) e componente 
dos ossos e dentes. 
É um elemento fundamental na transferência de caracteres no 
processo de reprodução dos seres humanos. 
Como notado por Hutchinson (Kormondy, 1976), o fósforo aparece 
nos organismos em proporção muito superior aos outros elementos 
quando comparado com sua participação nas fontes primárias. 
Esse fato justifica a importância ecológica do fósforo e sugere que 
esse elemento é provavelmente o fator mais limitante à produtividade 
primária.
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
Como o fósforo é um elemento de ciclo fundamentalmente 
sedimentar, seu principal reservatório (ou pool nutritivo) é a litosfera, 
mais precisamente as rochas fosfatadas e alguns depósitos formados ao 
longo de milênios. 
Por meio de processos erosivos, ocorre a liberação do fósforo na 
forma de fosfatos, que serão utilizados pelos produtores. 
Parte desses fosfatos liberados é carregada para os oceanos, onde se 
perde em depósitos a grandes profundidades, ou é consumida pelo 
fitoplâncton.
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
Os meios de retorno do fosfato para os ecossistemas a partir dos
oceanos são insuficientes para compensar a parcela que se perde. Esse 
retorno tem por principais agentes os peixes e as aves marinhas.
Exemplo disso são os extensos depósitos de guano (fosfato de cálcio 
originário dos excrementos das aves marinhas) existentes nas costas do 
Peru e do Chile. 
A ação predadora dos seres humanos sobre esses pássaros faz com 
que a taxa de retorno reduza-se ainda mais. Ao mesmo tempo que 
reduzem a taxa de retorno, os seres humanos, agindo sobre a natureza 
com a exploração da mineração, ocupação desordenada do solo, 
desmatamentos e agricultura, entre outras atividades, aceleram o
processo de perda de fósforo do ciclo. 
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
Estima-se que, atualmente, um a dois milhões de toneladas de 
fosfato são produzidas a partir da mineração de rochas fosfatadas. 
Desse total, apenas 60 mil toneladas retornam pelos meios 
anteriormente referidos.
O ciclo é lento, passando da litosfera para a hidrosfera por meio da 
erosão.
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
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O CICLO DO FO CICLO DO FÓÓSFOROSFORO
Parte do fósforo é perdida para os depósitos de sedimentos 
profundos no oceano. Em decorrência de movimentos tectônicos, existe 
a possibilidade de levantamentos geológicos que tragam de volta aquele 
fósforo perdido. 
Por meio da reciclagem, o fósforo, em compostos orgânicos, é
quebrado pelos decompositores e transformado em fosfatos, sendo 
novamente utilizado pelos produtores. 
Nesse processo também há perdas, uma vez que os ossos, ricos em 
fósforo, oferecem resistência aos decompositores e à erosão.
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O CICLO DO ENXOFREO CICLO DO ENXOFRE
O enxofre apresenta um ciclo basicamente sedimentar, embora 
possua uma fase gasosa, porém de pouca importância. A principal 
forma de assimilação do enxofre pelos seres produtores é como sulfato 
inorgânico. 
O processo biológico envolvido nesse ciclo compreende uma série 
de microorganismos com funções específicas de redução e oxidação.
A maior parte do enxofre que é assimilado é mineralizado em 
processo de decomposição. Entretanto, sob condições anaeróbias, ele é
reduzido a sulfetos, entre os quais o sulfeto de hidrogênio (H2S), 
composto letal à maioria dos seres vivos, principalmente aos 
ecossistemas aquáticos em grandes profundidades. 
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O CICLO DO ENXOFREO CICLO DO ENXOFRE
Sob condições anaeróbias e na presença de ferro, o enxofre 
precipita-se, formando sulfetos férricos e ferrosos. Esses compostos, 
por sua vez, permitem que o fósforo converta-se de insolúvel a solúvel, 
tornando-se, assim, utilizável. Esse exemplo mostra a inter-relação que 
ocorre em um ecossistema entre diferentes ciclos de minerais.
A ação do homem também interfere nesse ciclo por meio de grandes 
quantidades de dióxido de enxofre liberadas nos processos de queima 
de carvão e óleo combustível em indústrias e usinas termoelétricas.
O dióxido de enxofre tem potenciais efeitos danosos ao organismo, 
além de provocar, em certas situações, o que se denomina de ‘chuva 
ácida’ e o smog industrial.
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O CICLO DO ENXOFREO CICLO DO ENXOFRE
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A água é o principal componente dos organismos vivos. Seu 
percentual no peso dos seres varia entre 0 e 90, sendo mais 
abundante em tecidos jovens do que nos tecidos idosos. 
A quantidade de água apresenta enormes variações de um 
ponto a outro do planeta, e dada sua importância para a 
manutenção da vida, os seres vivos devem apresentar 
características específicas conforme a umidade e a ocorrência de 
água em seu hábitat.A água pode ser consumida pelos seres por diversos meios, 
seja digerindo-a diretamente, seja utilizando a água contida nos 
alimentos ou, ainda, pela penetração por meio da pele. 
A perda de água, por sua vez, dá-se basicamente por 
evapotranspiração, respiração, excreções urinárias e dejeções.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Os seres vivos que vivem em ambientes muito secos devem 
desenvolver mecanismos que lhes possibilitem evitar, ao 
máximo, a desidratação do organismo. 
Um desses mecanismos é a redução da perda de água, 
conseguida por meio de alterações fisiológicas e anatômicas, tais 
como impermeabilização do tegumento, desenvolvimento de 
órgãos respiratórios internos em substituição às brânquias ou 
excreções mais concentradas ou mesmo sólidas. 
Outro mecanismo é a utilização da água do metabolismo, 
proveniente da oxidação de gorduras. 
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Podemos citar as adaptações ecológicas, visando ao máximo 
aproveitamento da umidade existente, como, por exemplo, morar 
em tocas e cavernas (geralmente mais úmidas), inquirir hábitos 
noturnos (quando o calor é menos intenso) ou, ainda, migrar em 
épocas de estiagem mais acentuada para locais favoráveis.
Para algumas espécies de insetos, a água ainda surge como 
fator influente na longevidade, fertilidade e comportamento dos 
indivíduos.
No organismo, as principais funções desempenhadas pela água 
são de reguladora térmica (graças a seu elevado calor específico), 
mantenedora do equilíbrio osmótico e equilibradora ácido-base, 
além de ser ativadora das enzimas.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A água é o grande regulador do ambiente. Além de seu alto 
calor específico (1 g Cal/g), ela possui elevado calor latente de 
fusão (80 g Cal/g) e alto calor latente de vaporização (536 g 
Cal/g). 
Nas comunidades aquáticas, a água e suas características 
condicionam totalmente os seres de cada região. Sua propriedade 
de possuir densidade máxima a 4°C é de fundamental importância 
a essas comunidades, pois, com isso, apenas a superfície aquática 
se congela, tendo essa propriedade, assim, a função de anteparo 
protetor. 
O pH é outro fator de grande importância para as comunidades 
aquáticas, uma vez que os peixes suportam viver apenas em águas 
com pH que varia entre 5 e 9, apresentando produtividade máxima 
em pH entre 6,5 e 8,5. 
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A movimentação da água também influi nas comunidades 
aquáticas, permitindo maior oxigenação e uniformidade de 
temperatura. Além de influir na forma dos corpos, ele induz 
adaptações ecológicas, como a orientação contra a corrente.
Outra característica que condiciona as espécies aquáticas é a 
turbidez da água, ou seja, a presença de sólidos em suspensão. 
Esses sólidos diminuem a incidência luminosa em regiões mais 
profundas, reduzindo, assim, a produtividade e o teor de oxigênio. 
As principais adaptações dos peixes habitantes dessas águas 
são a redução dos olhos, o desenvolvimento dos sentidos do tato e 
audição, além da liberação de um muco coagulante que precipita 
os sólidos suspensos em torno do animal.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A presença de água é fundamental para a existência de vida no 
planeta, pois ela atua como regulador térmico do ambiente, 
fazendo com que as diferenças de temperatura entre a noite e o 
dia sejam minimizadas graças a seu alto calor específico. 
Considera-se água doce aquela cuja concentração de sais 
minerais está por volta de 0,5 g/l, principalmente cloretos e 
sulfatos. Água salgada é aquela cuja concentração de sais está
acima de 3 g/l, principalmente cloretos e sulfatos.
A salinidade é um importante condicionador das espécies 
aquáticas, uma vez que são raras as espécies que sobrevivem em 
água doce e salgada, em decorrência, principalmente, das 
diferentes condições de equilíbrio osmótico existentes entre as 
duas situações. 
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A maior parte da água doce encontra-se em locais de difícil 
extração (calota polar e subsolo). A água na atmosfera mostra-se 
em porcentagem ínfima. 
Ao longo de um ano, muita água circula na região da ecosfera. 
No ciclo hidrológico os fenômenos básicos são a evaporação e a 
precipitação. 
Segundo estimativas feitas (Eagleson, 1970), calcula-se a 
precipitação anual total em 551 mil km3, sendo 215 mil km3
sobre os continentes e 336 mil km3 sobre os oceanos. 
A umidade atmosférica deve ser reposta em média 40 vezes 
por ano, implicando um tempo de residência dessa umidade de 
aproximadamente nove dias. Ou seja, a velocidade de troca nesse 
ciclo é muito grande
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
. Nos oceanos, a evaporação excede a precipitação, e, nos 
continentes, ocorre o oposto. Daí, conclui-se que boa parte da água de 
chuva nos continentes provém da evaporação da água dos oceanos. 
Uma importante exceção é a bacia Amazônica, onde se especula, 
cientificamente, que perto de 50% da precipitação provém da própria 
bacia. Essa circulação que ocorre com o vapor de água é de 
fundamental importância para o clima de diversas regiões, pois dela 
depende a distribuição da precipitação nas diversas partes do planeta. 
Assim, os ventos alísios, provenientes de latitudes mais frias em 
direção ao Equador, vão carregando umidade à medida que se 
deslocam, provocando a precipitação sobre as regiões equatoriais.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
As plantas retiram água do solo por meio de suas raízes e 
transpiram graças aos estômatos de suas folhas. Para termos uma 
idéia de quantidade, é interessante observar que 0,5 ha de milho 
transpira dois milhões de litros de água em um ciclo vegetativo. 
Essa água fica disponível para evaporar.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Esse fenômeno ocorre a partir das energias solar e eólica, que 
aumentam o nível de agitação das moléculas na interface 
atmosfera —hidrosfera. Esse nível de agitação chega a um ponto 
em que algumas moléculas escapam do meio aquático na forma 
de vapor de água, na verdade uma mistura de moléculas gasosas, 
formada por água, oxigênio e nitrogênio. 
À medida que o vapor de água aquecido sobe, ele se expande, 
reduzindo sua temperatura. Sabemos que a máxima capacidade 
de armazenamento de vapor água na atmosfera é proporcional à
temperatura do ar (Figura 4.6). Assim, a umidade relativa desse 
ar úmido vai aumentando à medida que ele sobe.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
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UMIDADE RELATIVA 
Define-se
Onde indica a densidade de vapor de água existente a uma 
dada temperatura e indica a densidade de saturação do vapor 
de água a essa mesma temperatura (quantidade máxima passível 
de armazenamento).
s
vr ρ
ρ100=
vρ
sρ
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Quando r chega a 100%, dá-se a condensação do vapor de 
água. Essas pequenas partículas coalescem (aumentam de 
tamanho) por interação com o material particulado existente no 
ar. 
O tamanho das partículas chega a um ponto em que as forças 
de sustentação ascendentes são menores que as forças 
gravitacionais. Essas gotículas caem na forma de chuva, neve ou 
granizo, dependendo da temperatura de condensação.
A quantidade, a distribuição espacial e a periodicidade dessas 
precipitações, juntamente com a evapotranspiração, é que vão 
determinar as características dos principais biomas terrestres.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
A precipitação não interceptada pela planta atinge a superfície do 
terreno e parte dela se infiltra. A parcela remanescente escoa 
superficialmente, até encontrar o primeiro riacho, e daí
seqüencialmente até a chegada no oceano, onde o ciclo serepete.
A maior ou menor parcela de infiltração vai depender das 
condições de umidade da zona não saturada do solo ou da zona onde os 
poros do solo contêm água e ar (Figura 4.7). 
Dessa zona, as plantas normalmente retiram a água necessária ao 
seu metabolismo por meio de suas raízes. A água é retida, por 
capilaridade, até o ponto em que os poros vão se saturando, as forças 
gravitacionais superam as capilares e ocorre a percolação para a zona 
saturada. 
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Nessa zona, os poros do solo estão completamente saturados e 
interligados, possibilitando o escoamento subterrâneo, 
responsável pelo suprimento de água dos rios, de modo lento e 
contínuo.
É interessante estudar a relação entre precipitação (P) e 
evapotranspiração potencial (E) ou evapotranspiração em 
condições ideais de saturação de água no solo para entender o 
funcionamento de diferentes biomas. Na Tabela 4.1, mostramos 
que a relação P/E varia significativamente em diferentes regiões 
brasileiras.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Tabela 4.1 – Relação precipitação/evaporação potencial em 
diferentes regiões brasileiras.
Região P/E
Amazônia 1,2 a 1,8
Semi-árido NE ⎯ Brasil 0,2
Estado de São Paulo 1,0 a 1,3
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PROCESSOD DO CICLO PROCESSOD DO CICLO 
HIDROLHIDROLÓÓGICOGICO
ƒ Detenção: Parte da precipitação fica retida na vegetação, 
depressões do terreno e construções. Essa massa de água retorna 
à atmosfera pela ação da evaporação ou penetra no solo pela 
infiltração.
ƒ Escoamento superficial: Constituído pela água que escoa 
sobre o solo, fluindo para locais de altitudes inferiores, até atingir 
um corpo d’água como um rio, lago ou oceano. 
ƒ A água que compõe o escoamento superficial pode também 
sofrer infiltração para as camadas superiores do solo, ficar retida 
ou sofrer evaporação.
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PROCESSOS DO CICLO PROCESSOS DO CICLO 
HIDROLHIDROLÓÓGICOGICO
ƒ Infiltração: a água infiltrada pode sofrer evaporação, ser 
utilizada pela vegetação, escoar ao longo da camada superior do 
solo ou alimentar o lençol de água subterrâneo.
ƒ Escoamento subterrâneo: constituído por parte da água 
infiltrada na camada superior do solo, sendo bem mais lento que 
o escoamento superficial. Parte desse escoamento alimenta os 
rios e os lagos, além de ser responsável pela manutenção desses 
corpos durante épocas de estiagem.
ƒ Evapotranspiração: parte da água existente no solo que é
utilizada pela vegetação e é eliminada pelas folhas na forma de 
vapor.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
ƒ Evaporação: em qualquer das fases descritas anteriormente, a 
água pode voltar à atmosfera na forma de vapor, reiniciando o 
ciclo hidrológico.
ƒ Precipitação: água que cai sobre o solo ou sobre um corpo de 
água.
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O CICLO HIDROLO CICLO HIDROLÓÓGICOGICO
Também nesse ciclo, a presença do homem pode ser notada por 
meio do desmatamento e da impermeabilização via pavimentação do 
solo. Isso acelera a evaporação e reduz a recarga dos aqüíferos 
subterrâneos, gerando, assim, maiores enchentes nos cursos de água 
que cortam centros urbanos, causando uma série de danos físicos, 
econômicos e transtornos aos habitantes da cidade. 
Nas regiões de clima frio, devem-se considerar, ainda, a água 
armazenada na forma de geleiras, as quais são formadas pela 
precipitação de neve, e o fluxo correspondente ao degelo dessas 
geleiras.
	INTRODUÇÃO
	CICLOS BIOGEOQUÍMICOS�NUTRIENTES
	GRUPO DE NUTRIENTES
	CONCEITO DE BIOGEOQUÍMICA�(ODUM 1971)
	CONCEITO DE BIOGEOQUÍMICOS�(ODUM 1971)
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