aula 04 ciência do ambiente

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CCE0757 – CIÊNCIAS DO AMBIENTE
Aula 04: ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS
Ciências do Ambiente
AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
Ecossistemas Aquáticos
Aspectos estruturais e funcionais do ecossistema.
Ecossistemas e a relação com os fatores bióticos e abióticos.
O fluxo de energia e a Lei física da termodinâmica ou a lei da conservação de energia.
Produtividade primária e produtividade primária bruta.
Fluxo e ciclagem dos nutrientes através dos sistemas.
Estrutura do ecossistema e a cadeia alimentar.
Componentes Biológicos.
Ciências do Ambiente
AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
É a relação Percentual de energia transferida de um nível trófico para o outro, em uma cadeia alimentar.
Para os diversos ecossistemas é considerado 10%. 
Para uma energia incidente de 1000 cal - a produção liquida dos produtores será de 100 cal e 10 cal estarão disponíveis para os herbívoros e 1 cal para os carnívoros primários. 
Eficiência ecológica
Ciências do Ambiente
AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
É o desenvolvimento do ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção da estabilidade e do equilíbrio entre seus compostos
Ação da comunidade sobre o meio físico cria condições ao desenvolvimento de novas espécies gerando diversidade
cadeias alimentares tornam-se mais longas 
Surgem as redes alimentares
nichos tornam-se mais estreitos levando a uma maior especialização
Sucessão ecológica
Ciências do Ambiente
AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
Aumento na concentração de determinados elementos e compostos químicos, a medida que se avança na cadeia alimentar.
Sinônimos: ampliação e magnificação biológica
Três fatores:
grande número de elementos do nível trófico anterior para alimentar um determinado elemento do nível trófico seguinte. Ex.: sapo e gafanhoto
poluente de difícil degradação. Ex.: Pb ou Hg
poluente lipossolúvel (retido nos tecidos adiposos - não eliminado pela urina)
Amplificação biológica
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AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
A água é um bem precioso e insubstituível, um recurso natural que pode propiciar saúde, conforto e riqueza, por meio de seus incontestáveis usos!
Abastecimento das populações
Irrigação
Produção de energia
Navegação
Uso industrial
Veiculação
Afastamento de esgoto e águas servidas.
A água pode assumir quatro tipos básicos de funções:
Biológica: constituição celular de animais e vegetais;
Natural: meio de vida e elemento integrante dos ecossistemas;
Técnica: aproveitamento pelo homem das propriedades de hidrostática, hidrodinâmica, termodinâmica, ou como fator de produção;
Simbólica: função associada a valores culturais e sociais. Podem ser inúmeros os usos da água na satisfação dessas funções.
A importância da água
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Lei que dispõe sobre a Politica Nacional do Meio Ambiente define como água poluída: 
“...degradação da qualidade ambiental resultante de atividade que direta ou indireta: a) prejudique a saúde, a segurança e o bem-estar da população; b) crie condições adversas às atividades sociais e econômicas; c) afete desfavoravelmente a biota; d) afete as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e) lance matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos ” 
A baixa qualidade de água e a falta de higiene figuram entre as principais causas de enfermidade e morte. São varias as doenças de veiculação hídrica, entre elas temos:
Cólera, disenteria amebiana, desistiria bacilar, febre tifoide e paratifoide, gastroenterite, giardíase, hepatite infecciosa, leptospirose, paralisia infantil, salmonelose; por ingestão de água contaminada.
Escabiose, tracoma, verminoses, tendo a água como um estagio do ciclo, esquistossomose; por contato com água contaminada.
Dengue, febre amarela, filariose, malária; por meio de insetos que se desenvolvem na água.
A importância da água
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Fenômenos de curta durabilidade - surgem e desaparecem no decorrer do tempo
Possuem quatro dimensões: Região litorânea, Região Limnética ou pelágica, Região profunda e interface água-ar 
A qualidade da água de um sistema lêntico é resultante de fenômenos naturais e da ação antrópica. 
A qualidade de um determinado corpo d'água é em função do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica. 
Ecossistemas lênticos 
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Alta capacidade para solubilização de compostos orgânicos; gradientes verticais; baixo teor de sais dissolvidos; alta densidade e viscosidade da água; capacidade de sedimentação, seiches internos, a temperatura e radiação subaquática 
Nutrientes - fósforo é o mais escasso na hidrosfera e normalmente atua como limitante na produtividade biológica.
As fontes alóctones de nitrogênio nos ambientes aquáticos são a produção de material orgânico, e a fixação de nitrogênio molecular dentro do próprio lago
As principais fontes de oxigênio nos corpos d'água são provenientes da atmosfera e da assimilação fotossintética das plantas submersas e o fitiplâncton.
Ecossistemas lênticos 
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AULA 04: Ecossistemas Aquáticos
Regime hidrológico - produz grande alteração na estrutura e funcionamento das comunidades aquáticas: influem na flora e fauna
Produtividade aquática - limitada ao suprimento de oxigênio e fósforo, além de luz solar suficiente e pela eficiência biológica na sua conversão em várias formas de vida.
Ecossistemas lênticos 
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Nos lagos tropicais, raramente a concentração de matéria orgânica e nutriente do sedimento reflete o nível de produção do sistema. 
A reciclagem da matéria orgânica processa-se de maneira muito rápida não permitindo o seu acúmulo no sedimento por longos períodos. 
A alta decomposição decorre da elevação da temperatura
turbulência dos lagos - fator importante para a rápida decomposição da matéria orgânica, facilitada - a maioria dos lagos são pouco profundos. 
Ecossistemas lênticos 
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A água é corrente. Ex: rios, nascentes, ribeiras, e riachos. 
Características: movimento, contato água e terra e teor de oxigênio. 
Os  rios se originam a partir de pequenos cursos de águas derivados de nascentes ou águas em demasia que escoam sobre a superfície formando córregos. 
Conforme o córrego se move, a temperatura da água vai elevando-se, a velocidade diminui e ocorre um aumento no número de nutrientes.
Ecossistemas lóticos
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Tipo de fundo: areias, argila, laje rochosa ou cascalho
O fundo possui muita importância na determinação da natureza das comunidades e na densidade populacional dos respectivos dominantes.
Ex.: zona perifítica - comunidade complexa onde ocorre algas, fungos, animais, substratos inorgânicos e detritos orgânicos aderidos e organismos vivos ou mortos.
Ecossistemas lóticos
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A corrente - fator limitante 
Fundo duro - formado por pedras, pode oferecer superfícies favoráveis para os organismos (tanto plantas como animais) se fixarem. 
Fundo brando - superfícies pouco firmes e variável, das zonas de remanso limita geralmente os organismos bentônicos, mais pequenos à forma de escavadores de galerias, porém a água mais funda, correndo mais lentamente, é mais favorável ao nécton, nêuston e plancton
Ecossistemas lóticos
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Zona inicial - onde ocorre correntes de águas rápidas, leitos profundos, turbulência e um número limitado de espécies (devido o fator limitante – velocidade da água);
Zona média – correnteza moderada, predomínio de vegetação nas margens (produz matéria orgânica – folhas, árvores mortas e raízes) favorecendo diversos tipos de seres vivos;
Zona final – água turva, predomínio de matéria orgânica com acumulo de sedimento, número reduzido de seres vivos.
Províncias lóticas
- três zonas
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Os organismos apresentam adaptações que lhe permitem manter a sua posição em águas rápidas. 
Algumas das mais importantes são:
Fixação permanente – fixa-se a um substrato firme (pedras, cepo, monte de folhas), como por exemplo, algas verdes fixas (cladophora), musgos aquáticos (fontinalis), esponjas de água-doce e larvas de tricópteros (casulos nas pedras);
Ganchos e ventosas – permitem agarrar-se à superfícies, exemplos como, as larvas de dípteros (Simulium e Blepharocera), tricóptero (Hydropsyche);
Fauna
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3. Superfícies ventrais pegajosas – alguns animais são capazes de aderir às superfícies por meio de suas partes ventrais pegajosas, exemplo os caracóis e os vermes chatos;
4. Corpos achatados - permite obter refúgio debaixo das pedras, em fendas, etc. Exemplo são os corpos das ninfas de moscas de pedra e de efémeras;
Fauna
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São encontrados um número grande de insetos de água doce nos ecossistemas lóticos, porém passam maior parte do tempo como larvas, como a do mosquito borrachudo (Simulium).
Os rios servem como um grande berçário, algumas espécies de peixes saem do mar para se reproduzir nos rios
Ex.: salmão (Salmo salar).
Outros peixes fazem o inverso, saem dos rios para se reproduzir no mar
Ex.: salmonete (Mullus surmuletus)  e as enguias (Anguilla anguilla).
Fauna
Várias outras espécies habitam as águas lóticas: piranha-doce (Serrasalmus spilopleura),  cachara (Pseudoplatystoma corruscans), corvina (Plagioscion squamossisinus), dourado (Brachyplatystoma rousseauxii), pintadinho (Calophysus macropterus), etc.
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A vegetação está ligada a composição biológica, física e química de um rio, pois produz matéria orgânica que serve de alimento para muitos animais e como substrato no fundo do ambiente.
Fixadas nas pedras as algas de água doce estão por quase toda parte dos rios, córregos, etc. 
Os microorganismos consomem as algas. 
Plantas aquáticas do ecossistema lótico: chapéu-de-couro (Echinodorusmacrophyllus), aguapé (Eichhornia azurea), marrequinha (Salvinia spcarnea) e a vitória-régia (victoria amazonica).
Flora
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Os reservatórios de grande porte são utilizados para diversas finalidade: hidroeletricidade, reserva de água para irrigação, reserva de água potável, produção de biomassa (cultivo de peixes e pesca intensiva, transporte (hidrovias), recreação e turismo.
Os usos múltiplos desses sistemas diversificaram-se, ampliando a importância econômica e social desses ecossistemas artificiais
Sistemas artificiais 
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Principais impactos detectados são:
inundação de áreas agricultáveis;
perda de vegetação nativa e da fauna nativa terrestres;
interferência na migração dos peixes;
mudanças hidrológicas a jusante da represa;
alterações na fauna do rio;
interferência no transporte de sedimentos;
aumento da distribuição geográfica de doenças de veiculação hídrica;
perdas de heranças históricas e culturais, alterações em atividades econômicas e usos tradicionais da terra;
problemas de saúde pública, devido à deterioração ambiental;
problemas geofísicos devido a acumulação de água foram detectados em alguns reservatórios com grandes volumes.
perda da biodiversidade, terrestre e aquática;
efeitos sociais por relocação.
Represas 
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A construção de barragens em cascata, produz extensas modificações gerais nos seguintes processos nos rios:
Alteração do regime hidrológico devido à regulação do fluxo e do nível, e modificações na altura das variações hidrométricas.
Modificações nos ciclos biogeoquímicos. As represas retém fósforo e exportam nitrogênio a jusante. A retenção de fósforo é realizada em função da precipitação de fosfato férrico no sedimento devido à anulação e reoxigenação. Devido a estas alterações, o sistema e o acúmulo de nutrientes modificam-se produzindo um método de eutrofização nos sistemas a jusante. 
Alterações no sistema de reprodução de peixes e na fauna e flora das áreas de inundação. As modificações no regime hidrológico e na vazão impedem a migração.
Retenção de sedimentos nos reservatórios a montante, com isto acentua a capacidade de erosão da água a jusante. 
Efeitos diretos ou indiretos
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Uma série de variados impactos decorrentes das atividades humanas nas diferentes bacias hidrográficas tais como:
Poluição, contaminação e introdução de substâncias tóxicas;
Introdução de espécies exóticas predadoras;
Remoção da vegetação ciliar em rios, represas e lagos;
Atividades excessivas de pesca;
Aumento do material em suspensão na água devido a atividades agrícolas;
Uso excessivo de equipamentos de recreação;
Deterioração da margem de rios, represas e lagos;
Impacto na biodiversidade 
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Remoção e destruição de áreas alagadas;
Eutrofização excessiva;
Alteração na flutuação do nível da água e interferência no sistema hidrológico;
Remoção de espécies de grande importância na rede alimentar;
Aumento de navegação e transporte;
Desmatamento em geral e perda da vegetação inundável;
Intensificação das atividades de mineração;
Alterações nas condições químicas e físicas das águas (qualidade da água) – temperatura, oxigênio dissolvido, pH (por acidificação), nutrientes (por eutrofização).
Impacto na biodiversidade 
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modifica o ambiente lótico que passa a ser béntico, com mudanças drásticas da fauna aquática;
inunda extensas áreas, destruindo ambientes e terras, às vezes de alto valor agrícola, ecológico, ou arqueológico;
serve de barreira ecológica para a migração de fauna;
provoca ocupação descontrolada na sua bacia, favorecendo a erosão dos solos e afetando o próprio reservatório;
favorece a proliferação de doenças transmitidas por vetores aquáticos.
Reservatórios - Deturpação do meio ambiente
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Ambientes muito especiais que ocorrem ao longo da costa em lugares onde os rios deságuam no mar, havendo interação de águas marinhas e continentais. 
A ação das marés promove a circulação dos nutrientes e alimentos além da remoção dos produtos inaproveitáveis do metabolismo dos organismos. 
Estes fatores, somados à presença de plantas fixas (algas marinhas, capim de imersão intermitente) que retêm os nutrientes provenientes do ambiente terrestre, de algas microscópicas (fitoplâncton) e da microflora bentônica, formando um verdadeiro tapete fotossintetizante e contribuindo para a formação de um dos ambientes mais produtivos e férteis do mundo. 
A própria diferença na salinidade (massas de água doce e marinha) causa a mistura das águas, tanto horizontal quanto verticalmente e, junto com alguns organismos bentônicos filtradores como os mexilhões, colaboram para a retenção dos nutrientes. 
Estuários 
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Invertebrados como pequenos caranguejos, camarões, nematódeos, anelídeos poliquetos, pequenos bivalves e até larvas de insetos ingerem grande quantidade de detritos das plantas vasculares com populações microbianas, que passam por seus tubos digestivos, resultando em repetida remoção e novo crescimento dessas populações e são, por sua vez, o alimento principal de vertebrados como peixes, aves, etc. 
Estuários e outras regiões de terras úmidas costeiras são de grande importância para as aves marinhas tanto residentes quanto migratórias. 
Estuários para os organismos
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Semifechado
livre acesso para o mar
mistura de água marinha com água doce
zona de transição com características próprias. 
Resumo: estuarios
Salinidade apresenta variação durante o ano - espécies possuem grande tolerância a esta variação
Condições de alimentos favoráveis leva a desenvolvimento de grande número de organismos
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Ambientes estuarinos especiais
Caracterizados por apresentarem densa vegetação de halófitas (plantas que vivem em condições salinas), chamadas mangues. 
A densidade das espécies de mangues (Avicenia schaueriana, A. germinans, Laguncularia racemosa, Rhizophora mangle) e as condições naturais dos estuários dão aos manguezais uma condição única de uma eficiente "armadilha de nutrientes“
A decomposição da matéria orgânica é feita por bactérias anaeróbicas que, desprendendo grande quantidade de ácido sulfúrico (H2S), conferem odor característico a estes ambientes
Manguezais 
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Maioria dos nutrientes dissolvidos permanece presa neste estuário (em função de um maior tempo de residência), em vez de ser carregada para o mar, criando condições para que funcione como um "berçário" para espécies que têm valor comercial, como os camarões, lagostins, moluscos e peixes. 
A vegetação do manguezal pode assimilar quantidade razoável de contaminantes – mas limites devem ser estabelecidos.
A poluição pesada - óleo e substâncias tóxicas – deve ser evitada!
São encontrados nas regiões tropicais e sub-tropicais do mundo. No litoral brasileiro, ocorrem em vários estuários desde o Amapá (2º de latitude Norte) até o litoral sul de Santa Catarina, na foz do rio Araranguá (29º de latitude Sul). 
Manguezais
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É um dos tipos de plâncton 
Formado por organismos vegetais, em sua grande maioria microscópica, que flutuam com pouca capacidade de locomoção nos oceanos e mares, na superfície de águas salobras, doces ou lagos.
Microalgas, ou seja, algas unicelulares são os principais organismos que compõem o fitoplâncton.  
Dentre os diversos grupos de algas presentes no fitoplâncton, as diatomáceas e os dinoflagelados são os grupos de algas mais abundantes.
Fitoplâncton 
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Alguns gêneros de dinoflagelados (Alexandrium, Pyrodinium e Gymnodinium) - fenômeno conhecido como maré vermelha
Excesso de reprodução dessas (e outras) algas, causada pela combinação de temperatura, luminosidade, salinidade ideais com excesso de nutrientes na água (geralmente poluição). 
Quando o vento favorece que os organismos de aglomerem, surgem no mar imensas manchas de coloração avermelhada, ou seja, ocorre a maré vermelha.  
O excesso de algas pode causar a morte de peixes (por falta de oxigênio ou por intoxicação), de animais e aves que deles se alimentem, e constituem um perigo para o homem, já que as toxinas produzidas pelas algas são mais letais que a estriquinina e o cianureto.
Fitoplâncton
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São encontrados até no máximo 200m de profundidade
Necessitam da luz para realizar a fotossíntese
Responsável por 98% do oxigênio presente na atmosfera do planeta.
São mais eficientes do que as florestas na produção de oxigênio, pois liberam mais oxigênio do que são capazes de consumir, o que não ocorre nas florestas, que produzem muito, mas consomem igualmente, através de animais e plantas do próprio local.
base da cadeia alimentar - são o alimento dos organismos de origem animal que compõem o zooplancton, que por sua vez servem de alimento para peixes, e assim por diante.
Fitoplâncton 
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Pequenos animais e larvas de inúmeras espécies, em sua grande maioria microscópica, que flutuam com pouca capacidade de locomoção nos oceanos e mares, na superfície de águas salobras, doces ou lagos.
A capacidade de locomoção do zooplâncton se reduz a migrações verticais, embora alguns organismos do zooplâncton apresentem certos dispositivos de flutuação, espécies de bóias, que tornam seus corpos mais leves.
Tipos de plâncton - composto de fitoplâncton (microalgas fotossintetizantes), do bacterioplancton (organismos procariontes autótrofos e heterótrofos) e do protozooplancton (protistas)
Não tem capacidade fotossintetica
Zooplâncton 
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Holoplancton – organismos que passam todo o ciclo de vida no plâncton
Ex.: copépodes: classe de crustáceos, e maior grupo que compõem o zooplâncton, entre outros crustáceos (como o Krill); urocordados filtradores (como a apendiculárias e salpas); quetognatos e hidromedusas.
Meroplancton – organismos que passam apenas uma fase da vida no plâncton, como os ovos, as larvas e animais em fase juvenil, como as larvas de crustáceos, moluscos e equinodermas. As larvas e os ovos de peixes fazem parte do meroplâncton, e são denominadas ictioplâncton.
Alimentação do zooplancton: 
microalgas, embora sejam observados, além dos organismos herbívoros, também carnívoros, onívoros e detritívoros. 
são alimento de muitas espécies de peixes e outro animais, como por exemplo, a baleia, que alimenta-se quase que exclusivamente do Krill.
Classificação e alimentação 
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AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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