aula 04 ecossistemas aquáticos

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CCE0757 – CIÊNCIAS DO AMBIENTE
Aula 04: ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS
PROF. Dr. MAURÍCIO COSTA 
	2017
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.
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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
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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
Habitat é a descrição estática da vida dos seres vivos; Nicho, a descrição dinâmica .
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MAGNIFICAÇÃO TRÓFICA OU AMPLIAÇÃO BIOLÓGICA
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)
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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 importância da água
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Abastecimento das populações
 e irrigações
Produção de energia
Navegação e Uso industrial
Afastamento de esgoto
 e águas servidas.
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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
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Lei que dispõe sobre a Politica Nacional do Meio Ambiente define como água poluída: 
A importância da água
“...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 ” 
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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.
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Ecossistemas lênticos 
Ecossistema lêntico: a água é parada ou de baixo fluxo, tais como lagos, lagoas, poças e reservatórios.
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. 
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Ecossistemas lênticos 
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.
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Ecossistemas lênticos 
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.
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Ecossistemas lênticos 
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. 
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Ecossistemas lóticos
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.
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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 plâncton.
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
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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. 
Flora
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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. 
Efeitos diretos ou indiretos
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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. 
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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. 
Estuários 
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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.
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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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Estuarios
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Ambientes estuarinos especiais
Caracterizados por apresentarem densa vegetação de halófitas (plantas que vivem em condições salinas), chamadas mangues. 
Manguezais 
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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
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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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