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Ecologia de Ecossistemas apresentação da disciplina e conceitos básicos UFRGS – IB – Dep. de Ecologia Ciências Biológicas: Ecologia de Ecossistemas Aula I Professora: Estagiária: (doutoranda PPG Ecologia) Programação da disciplina 01/set: Apresentação da disciplina. Conceito de ecossistemas 08/set: Principais tipos de ecossistemas e biomas do mundo 15/set: Biomas brasileiros - seminário 1 22/set: Ecossistemas límnicos e marinhos - seminário 2 29/set: Fluxos de energia e ciclos biogeoquímicos - seminário 3 06/out: Produção primária e secundária. Decomposição - seminário 4 13/out: Níveis tróficos, cadeia e teias alimentares - seminário 5 20/out: SEMANA ACADÊMICA 27/out: 1ª AVALIAÇÃO 03/nov: Perturbações e estabilidade de ecossistema - seminário 6 10/nov: Sucessão ecológica - seminário 7 17/nov: Espécies chaves e engenheiras, Espécies invasoras - seminário 8 24/nov: Ecossistemas agrícolas e urbanos - seminário 9 01/dez: Poluição, mudanças climáticas globais (mesa redonda) 08/dez: Restauração e recuperação de ecossistemas degradados - seminário 10 15/dez: 2ª AVALIAÇÃO 22/dez: RECUPERAÇÃO Critérios de avaliação Prova 1 (peso 2) Prova 2 (peso 2) Seminário/Monografia (peso 1) Participação nas aulas teóricas Participação na saída de campo (a definir) Conceito final A = 100 a 85 % de aproveitamento B = 84 a 70 % de aproveitamento C = 60 a 69 % de aproveitamento Organização dos seminários/monografias Individualmente ou em dupla Dois artigos em inglês serão disponibilizados duas semanas antes da tarefa Apresentação oral: apresentação (5-20 min) e discussão (5-10 min). O aluno deve ser capaz de SINTETIZAR A INFORMAÇÃO e apresentá-la de maneira objetiva e ordenada. Monografia: 4-6 páginas, espaço 1.5, fonte 12. Deve conter (1) introdução ao tema, incluindo um histórico se for o caso, (2) tópico (s) descrevendo os principais resultados/informações obtidas, (3) discussão dos resultados/informações obtidas, (4) síntese/conclusão e (5) bibliografia consultada. A monografia poderá ser entregue ATÉ a semana seguinte à apresentação. Aqueles que não entregarem no período previsto, serão avaliados apenas pela apresentação oral, valendo a metade da avaliação. Organização dos seminários Biomas brasileiros Ecossistemas límnicos e marinhos Fluxos de energia e ciclos biogeoquímicos Produção primária e secundária. Decomposição Níveis tróficos, cadeia e teias alimentares Perturbações e estabilidade de ecossistema Sucessão ecológica Espécies chaves e engenheiras. Espécies invasoras Ecossistemas agrícolas e urbanos Restauração e recuperação de ecossistemas degradados Conceitos Básicos em Ecologia de Ecossistemas Hierarquia ecológica e propriedades emergentes Sistema Conjunto cujos elementos se unem através de propriedades calcadas na interação, na interdependência e na sensibilidade a certos mecanismos reguladores de tal modo que eles formam um todo unificado. Odum (1963) Ecossistema? Ecossistema? produtores primários decompositores e detritívoros matéria orgânica morta herbívoros carnívoros parasitos ambiente fisicoquimico Comunidade Fonte e dreno de matéria e energia Brevíssimo histórico Termo “coenoses” introduzido por Möbius (1877) Termo “ecossistema” introduzido por Tansley (1935) Modelo teórico das organizações naturais considera o sistema ecológico que engloba o conjunto dos organismos vivos e o conjunto dos fatores físicos do meio construído pelas relações intra- e interespecíficas das espécies e destas com o habitat físico ecossistemas pequenos e grandes conectados por fluxos de energia e matéria “Uma realidade abstrata formada a partir de elementos que são concretos” sistema composto de processos físico-químico-biológicos ativos dentro de uma unidade espaço-temporal contexto ambiental dentro do qual ocorrem as dinâmicas de populações e comunidades qualquer sistema aberto ao fluxo de energia e matéria e que contenha pelo menos uma espécie qualquer unidade de interesse: organismo, populações ou comunidades Termo “Ecossistema” Evans (1956) Lindeman (1942) Hutchinson (1978) Dale (1970) Ecossistema: o conceito final “Unidade que abrange todos os seres vivos que funcionam em conjunto com uma dada área, interagindo com o ambiente físico de tal forma que o fluxo de energia produza estruturas bióticas claramente definidas e uma ciclagem de materiais entre partes vivas e não vivas. É mais do que uma unidade geográfica: é uma unidade de sistema funcional, com entradas e saídas, e fronteiras que podem ser tanto naturais quanto arbitrárias ” Odum (1983) “Comunidade biológica juntamente com o meio abiótico no qual está inserida” Townsend et al. (2010) Ecossistema como unidade funcional básica da Ecologia Descrevendo Ecossistemas Estrutura: interação e arranjo dos components Função: processo de receber entradas e produzir saídas (fluxo, funções ecossistêmicas) Foco: ambiente de entrada e saída (caixa-preta, e.g. processos ecossistêmicos) ou interno (e.g. teias tróficas) Limites subjetivos! Componentes fundamentais: 1. Comunidade 2. Fluxo de energia 3. Ciclagem de materiais Descrevendo Ecossistemas Ecossistema Ambiente de Entrada Ambiente de Saída Sol Outras formas de energia* Matéria Organismos Calor Materiais processados Emigração de organismos Poluentes Ecossistemas são abertos: entrada e saída de energia e matéria *vento, chuva, fluxo de água, combustíveis fósseis ↑ tamanho: ↓ energia externa ↑ intensidade (metabolismo): ↑ fluxo de energia ↑ equilíbrio autotrófico-heterotrófico: ↓ energia externa ↑ estágio de desenvolvimento (sucessão): ↓ energia externa Energia luminosa Produção autotrófica Herbivoria Predação Fotossíntese Respiração Respiração Respiração Decomposição Simplificação do fluxo de energia ~> Calor ~> Calor ~> Calor ~> Calor Descrevendo Ecossistemas Estrutura trófica 1. Estrato autotrófico (superior ou “verde”) plantas ou parte de plantas que têm clorofila, onde predomina a fixação de energia luminosa, a utilização de substâncias inorgânicas simples e a construção de substâncias orgânicas complexas. 2. Estrato heterotrófico (inferior ou “marrom”) solo e sedimentos, matéria em decomposição, raízes, no qual predominam a utilização, rearranjo e decomposição de materiais complexos. Descrevendo Ecossistemas Estrutura biológica 1. substâncias inorgânicas: C, N, P, S, CO2, H2O. 2. compostos orgânicos: proteínas, carboidratos lipídios, substâncias húmicas. 3. ambiente: atmosfera, hidrologia, clima, solo 4. produtores: organismos autotróficos que fixam energia e matéria no sistema a partir de substâncias inorgânicas simples. 5. macroconsumidores/fagótrofos: organismos heterotróficos que ingerem outros organismos ou matéria orgânica particulada (detritívoros), reduzindo a complexidade dos compostos orgânicos. 6. microconsumidores/saprótrofos: organismos heterotróficos (e.g. bactérias e fungos) que degradam tecidos mortos ou absorvem matéria orgânica dissolvida, segregada ou extraída de plantas e organismos, liberando substâncias inorgânicas ao sistema Descrevendo Ecossistemas Funções ou serviços do ecossistema Descrevendo Ecossistemas Limites subjetivos Difícil reconhecer fronteiras espaciais e temporais Descrevendo Ecossistemas Limites subjetivos Difícil reconhecer fronteiras espaciais e temporais Paisagem: área heterogênea formada por um agregado de ecossistemas em interação que se repetem de maneira similar por toda a sua extensão Bacia hidrográfica: unidade de paisagem conveniente para estudo e gerenciamento em ampla escala porque geralmente tem limites naturais identificáveis Outras definições <número> Bioma: grande sistema regional ou subcontinental caracterizado por um tipo principal de vegetação ou outro aspecto identificador da paisagem <número> Outras definições Ecosfera (Biosfera): sistema biológico mais próximo da autossuficiência, inclui todos os organismos vivos da terra interagindo com o ambiente físico como um todo <número>
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