ECOLOGIA RESUMO 2.2

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O FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS
Colheita de pé - os corpos dos organismos vivos dentro de uma unidade de área constituem uma colheita de pé de biomassa.
Biomassa - massa de organismos por unidade de área de solo (ou água) e isso é geralmente expresso em unidades de energia (ex:joules por metro quadrado) ou matéria orgânica seca (ex:toneladas por hectare). Na pratica, inclui-se em biomassa aquelas partes, vivas e mortas que estão vinculadas ao organismo vivo. É convencional considerar todo o corpo de uma arvore como biomassa, apesar do fato de a maior parte da madeira ser morta. Os organismos deixam de ser vistos como biomassa quando morrem e se tornam componentes de matéria orgânica morta.
Produtividade primária - é a taxa que a biomassa é produzida por unidade de área pelas plantas, os produtores primários. Ela pode ser expressa em unidade de energia( joules por metro quadrado por dia) ou de matéria orgânica seca (quilogramas por hectare por ano).
Produtividade primaria bruta (PPB) - a fixação total de energia pela fotossíntese é referida como produtividade primaria bruta. Uma proporção total, no entanto, é respirada pela própria planta, e é perdida pela comunidade como calor respiratório ( R) .
Produtividade primaria liquída - é a diferença entre a produtividade primaria bruta e o calor respiratório e isso representa a taxa real de produção de nova biomassa que está disponível para o consumo de organismos heterotróficos.
Produtividade secundária - é a taxa de produção de biomassa por organismos heterotróficos.
Produtividade primária
O funcionamento da biota da Terra e das comunidades existentes na superfície do planeta depende decisivamente dos níveis de produtividade que as plantas são capazes de alcançar.
Maior parte dos oceanos é efetivamente um deserto marinho.
As florestas tropicais e savanas representam cerca de 60% da PPL.
A produtividade de florestas, campos, lavouras e lagos segue um padrão latitudinal. A radiação e temperatura podem ser fatores geralmente limitantes da produtividade de comunidades.
No mar, onde nenhuma tendência latitudinal tem sido registrada a produtividade é limitada com mais frequência por uma escassez de nutrientes.
O que limita a produtividade primária realmente ?
Em comunidades terrestres, radiação solar, dióxido de carbono, água e nutrientes do solo são recursos necessários para a produção primaria., ao passo que temperatura tem forte influência sobre a taxa de fotossíntese. O dióxido de carbono esta presente em uma porcentagem muito pequena nos gases atmosféricos e parece não desempenhar qualquer papel significante na determinação de diferenças entre as produtividades de comunidades diferentes.
Por outro lado, a intensidade de radiação, a disponibilidade de água e de nutrientes podem variar drasticamente de um lugar para outro. Todos esses são ao papel de fator limitante. Qual deles de fato estabelece o limite para a produtividade primária?
Somente 44% da radiação de ondas curtas incidentes ocorre em comprimentos de onda apropriados para a fotossíntese. Contudo, mesmo quando isso é considerado, ainda assim a produtividade fica bem abaixo do máximo possível. A radiação disponível seria mais eficientemente se houvesse um suprimento abundante de outros recursos. Coníferas tem eficiências fotossintéticas mais altas, mais ainda é bem baixa, em seguida bem florestas decíduas e aí deserto.
A escassez de água - é muitas vezes o fator crítico. Portanto não surpreende que a precipitação de uma região seja intimamente correlacionada com a sua produtividade.
Existe ainda clara relação entre PPL e temperatura média anual, as temperaturas mais elevadas estão com transpiração rápida e, desse modo, elas aumentam as taxas nas quais a escassez de água pode se tornar importante. A escassez de água tem efeitos diretos sobre a taxa de crescimento do vegetal, mas ela também provoca uma menor densidade na vegetação.
A maior produtividade ocorre onde a temperatura e a pluviosidade são altas- água e temperatura são fatores críticos.
Mesmo que haja grande incidência de luz, que as precipitações sejam frequentes e que a temperatura seja uniforme, a produtividade será baixa se não houver solo em uma comunidade terrestre ou se o solo for deficiente em nutrientes minerais.De todos os nutrientes minerais, o que tem maior influencia sobre a produtividade de uma comunidade é o nitrogênio fixado. A deficiência de outros elementos, especialmente o fósforo, pode também manter a produtividade de uma comunidade bem abaixo do que é teoricamente possível.
A produtividade de uma comunidade pode ser sustentada somente no período do ano que as plantas possuem folhagens fotossinteticamente ativas.
Em comunidades aquáticas, os fatores que limitam com mais frequência a produtividade primária são a disponibilidade de nutrientes e a intensidade da radiação que penetra na coluna d’água. As comunidades aquáticas produtivas é devido as concentrações altas de nutrientes. 
O destino da produtividade primária
A produtividade secundária depende da primária.
Nem toda a biomassa vegetal é consumida viva por herbívoros, boa parte morre antes de ser pastejada e sustenta uma comunidade de decompositores. Nem toda a biomassa vegetal comida por herbívoros é assimilada e disponível para ser incorporada à biomassa do consumidor, parte é perdida nas fezes e também passa para os decompositores. Nem toda a energia que foi assimilada é efetivamente convertida em biomassa, uma proporção dela é perdida como calor respiratório.
Uma unidade de energia pode ser consumida e asimilada por um hebivoro que usa parte dela para realizar trabalho e parte é perdida na forma de calor. Mais tarde ser assimilada por um carnívoro, que morre e entra no compartimento de matéria orgânica morta. O que permanece de joule pode ser assimilado por um fungo e consumido por um ácaro, que a usa para realizar trabalho, dissipando uma parte do joule. A cada etapa de consumo, o que permanece do joule pode não ser assimilado e respirado ou assimilado e incorporado ao crescimento do tecido corporal. O corpo pode morrer e o que permanece do joule pode entrar no compartimento de matéria orgânica morta ou ser capturado vivo por um consumidor no próximo nível trófico.
Enquanto uma molécula ou um íon podem ser ciclados indefinidamente por meio de cadeias alimentares de uma comunidade, a energia passa por ela apenas uma vez.
As rotas possíveis nos sistemas herbívoro/carnívoro e decompositor são as mesmas, com uma exceção crítica- as fezes e os corpos mortos são perdidos pelo primeiro sistema, mas as fezes e os corpos mortos do sistema decompositor são simplesmente enviados de volta para o compartimento de matéria orgânica morta na sua base. Dessa forma, a energia pode ser completamente metabolizada e toda a energia perdida como calor.
Eficiência de consumo ( percentagem de joules produzida por unidade de tempo que entra no intestino de quem cosumiu)- percentagem da produtividade total disponível em um nível trófico que é consumida por um nível trófico acima. O restante morre sem ser consumido e entra no sistema decompositor. Em herbívoros é baixa em florestas, media em comunidades herbáceas e alta em comunidades com domínio de fitoplancton. Nos carnívoros, vertebrados é alta quando envolve outros vertebrados e baixa quando envolve invertebrados, e para invertebrados é media.
Eficiência de assimilação - é a percentagem de energia alimentar nos intestinos de consumidores em um compartimento trófico, que é assimilada através de uma parede intestinal e torna-se disponível para incorporação no crescimento ou é utilizada para realizar trabalho. É altíssima em fungos e bactérias, baixa em herbívoros (isso se deve a constituição das plantas), detritívoros e alta em carnívoros. 
Eficiência de produção - é a percentagem de energia assimilada incorporada a nova biomassa- o restante é perdido como calor. Microorganismos tem alta,invertebrados também tem alta, nos vertebrados os ectotérmicostem valores intermediários, enquanto os endotérmicos, devido a manter sua temperatura constante tem baixa. 
Eficiência de transferência trófica - EC*EA*EP, geralmente segue padrão de 10%.
O sistema decompositor é provavelmente responsável pela maior parte ds produção secundaria, e portanto, pela perda de calor, em cada comunidade do mundo. Os consumidores de matéria viva tem seu papel maior em comunidades aquáticas de águas abertas,baseadas em fitoplancton ou em leitos de microalgas. O sistema decompositor desempenha seu papel mais importante onde a vegetação é lenhosa.
O sistema consumidor de matéria viva tem influência pequena em comunidades terrestres porque são baixos o consumo de herbívoros e as eficiências de assimilação, e é quase em muitos riachos e reservatórios pequenos porque a produtividade primaria é muito baixa. 
A comunidade bentônica de oceanos profundos tem uma estrutura trófica semelhante a de riachos e poças, porque a comunidade vive em água demasiadamente profunda para fotossíntese e energia deriva de organismos mortos e fezes da zona eufótica acima.O leito de um oceano é equivalente ao chão de uma floresta sobre dossel impenetrável.
O processo de decomposição - envolve a liberação de energia e a mineralização de nutrientes químicos, a conversão de elementos da forma orgânica de volta a forma inorgânica. Define-se decomposição como a degradação gradual de matéria orgânica morta, que é realizada por agentes físicos e biológicos. Ela culmina com moléculas ricas em energia sendo degrada por seus consumidores em dióxido de carbono, água e nutrientes inorgânicos. 
Se um animal que se alimenta de carniça, como um abutre ou um besouro, não consumir imediatamente o recurso morto, o processo de decomposição geralmente começa com a colonização por bactérias e fungos.
Os microbívoros constituem um grupo de animais que operam ao lado dos detritívoros. O nome microbívoro se refere a animais diminutos, especializados em se alimentar de bactérias e fungos, mas capazes de eliminar detritos de seus intestinos. Contudo, os animais detritívoros em sua maioria, são consumidores generalistas, tanto de detritos quanto de populações bacterianas e fungícas. 
Os principais componentes orgânicos de folhas mortas e de maderia são a celulose e a lignina, essas substancias tornam-se problemas digestivos para os animais consumidores. Digestão de celulose requer enzimas celulases. Mutualismo obrigatório , ou facultativo.
A decomposição de material morto é o resultado da interação entre decimpositores e detritívoros.
O estrume de vertebrados carnívoros é um material de qualidade relativamente baixa, pois os carnívoros assimilam o alimento com eficiência alta, e suas fezes retém apenas os componentes menos digeríveis, decomposição efetuada provavelmente por bactérias e fungos. O estrume de herbívoros, ao contrario, ainda contem matéria orgânica em abundancia e é suficientemente distribuído no ambiente para sustentar sua própria fauna característica, que tem consumidores de estrume específicos. 
Ex da Austrália, ausência de besouro consumidor de fezes de gado, acumulo, grande perda de terra, teve que importar besouros da áfrica.
O fluxo de matéria através de ecossistemas
Os elementos compostos químicos são vitais para os processos de vida. Quando os organismos gastam energia, procedem desse modo com o objetivo de extrair substancias químicas do seu ambiente, para se manter e para usa-las por um período antes que elas se percam novamente. Desse modo as atividades dos organismos influenciam profundamente os modelos de fluxo de matéria química. 
O grande componente da matéria viva em qualquer comunidade é a água. O resto é constituído principalmente de compostos de carbono e esta é a forma em que a energia é acumulada e armazenada. O carbono entra na estrutura trófica de uma comunidade através da fotossíntese. Segue a mesma rota como energia, sendo sucessivamente consumido e defecado, assimilado ou usado no metabolismo, durante o qual a energia é dissipada, enquanto carbono é liberado novamente para atmosfera.
Uma vez transformada em calor, a energia não pode mais ser usada por organismos vivos para realizar trabalho, o calor é perdido para a atmosfera.A vida na terra só é possível porque um novo suprimento de energia solar é disponibilizado todos os dias.
Como nutrientes não tem fornecimento inalterável, se plantas e consumidores não fossem posteriormente decompostos, o estoque de nutrientes seria esgotado e a vida na terra cessaria. 
Estoque de nutrientes em ecossistemas terrestres
Intemperismo das rochas e solo; o dióxido de carbono atmosférico é a fonte de conteúdo de carbono de comunidades terrestre e nitrogênio proveniente da atmosfera fornece a maior parte do conteúdo das comunidades ; precipitação seca, precipitação úmida, também fornecem outros nutrientes, chuva não é água pura contem substancias químicas oriundas de varias fontes. Os nutrientes podem circular dentro da comunidade por muitos anos. A liberação para atmosfera é uma rota de perda de nutrientes( as plantas podem ser fontes diretas de liberação de gases), o gás amônia é liberado durante a decomposição de excreções de vertebrados. Fogo também é rota de liberação. Fluxo de corrente é rota substancial de perda (água que drena o solo). Entrada representa o credito de nutrientes e a saída o débito, existe uma relação cíclica entre essas duas rotas. 
É o movimento da água, sob a força da gravidade, que liga os estoques de nutrientes de comunidades terrestres e aquáticas.
Estoques de nutrientes em ecossistemas aquáticos - os sistemas aquáticos recebem a carga de seu suprimento de nutrientes do influxo da corrente. Em comunidades de riachos e rios, bem como em lagos com um escoamento, a exportação na saída da água é o fator principal. Por outro lado, em lagos sem e também em oceanos, a acumulação de nutrientes em sedimentos permanentes é a rota principal de exportação. 
Muitos lagos em regiões áridas, sem fluxo de corrente, perdem água apenas por evaporação. As águas desses lagos são, desse modo mais concentradas do que as do de água doce, sendo particularmente ricas em nutrientes.
O maior de todos os lagos endorreicos é o oceano - imensa barreira de água suprida pelos rios do mundo, que perde água somente por evaporação. Seu tamanho grande, em comparação com entrada de água de chuva e rios, determina composição química notavelmente constante. Tem fitoplancton que transforma carbono, tem zooplancton que consome esses organismos e bactérias que realizam mineralização. Também tem fósforo, a partir de ressurgência e aporte de rios. Sedimentos no fundo do oceano a partir do que não é utilizado no ciclo.