apostila 1 ecologia humana

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GESTÃO AMBIENTAL DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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GESTÃO AMBIENTAL DO
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Graduação
GESTÃO AMBIENTAL DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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1 ECOLOGIA E MEIO AMBIENTE
Nesta unidade, estudaremos os conceitos sobre Ecologia,
Ecossistemas, Meio Ambiente e Interações Ecológicas, que explicam sobre
as inter-relações ecossistêmicas e equilíbrio ecológico. O conhecimento sobre
os processos dos ambientes (ou organizações), sejam os processos e os
ambientes naturais ou urbanizados, é indispensável para todos os
profissionais que almejam trabalhar com gestão ambiental e desenvolvimento
sustentável.
OBJETIVO DA UNIDADE:
• Identificar os processos ecológicos responsáveis pelo bom funciona-
mento dos ambientes naturais e alterados por ação antrópica.
PLANO DA UNIDADE:
• O conceito de Ecologia.
• Definição de Ecossistema e Meio Ambiente.
• Ecossistema.
• Meio Ambiente.
• Os níveis hierárquicos.
• Os ecossistemas global, regional e local.
• Global.
• Regional.
• Local.
• Compartimentos naturais e urbanizados.
• Compartimentos naturais.
• Compartimentos urbanizados.
• Interações ecológicas: intra-específicas e interespecíficas.
• Interações intra-específicas.
• Interações interespecíficas.
• A cadeia alimentar: a produção de alimento e energia natural.
• Os ciclos biogeoquímicos – exemplos mais importantes.
• O ciclo da água.
• O ciclo do carbono.
• O ciclo do oxigênio.
• O ciclo do nitrogênio.
• O ciclo do fósforo.
• Equilíbrio ecológico.
• A relevância da ecologia à conservação dos ambientes organizados.
Bons estudos!
UNIDADE 1 - ECOLOGIA E MEIO AMBIENTE
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O CONCEITO DE ECOLOGIA
Segundo Odum (1988), a palavra ecologia deriva do grego oikos, com
o sentido de “casa” e logos, que tem o significado de “estudo”. Ecologia,
então, significa o estudo do “ambiente da casa” com todos os organismos
contidos nela e todos os processos funcionais que a tornam habitável. Assim,
é a ciência que estuda as relações que ocorrem entre os seres vivos e deles
com o ambiente onde vivem. Como também a influência que um exerce sobre
o outro. Do conhecimento que temos sobre o lugar onde vivemos depende a
nossa sobrevivência.
DEFINIÇÕES DE ECOSSISTEMA E MEIO AMBIENTE
Ecossistema
É o sistema composto por dois fatores: os bióticos, que são os seres
vivos e os abióticos, que são os elementos sem vida, que compõem os
ambientes onde os seres vivem. Os elementos abióticos são os ambientes
geográficos e os fatores físico-químicos. São a terra, o mar e a atmosfera;
todos os compostos químicos e os processos físicos que ocorrem. Com
certeza, os ambientes geográficos são ambientes físicos. Mas eu preferi me
referir aos ambientes como geográficos porque quis utilizar o termo físico
para os processos. Aliás, os processos físicos podem ser exemplificados pela
erosão, pela maré e pelo vento. Os compostos químicos são responsáveis
pela nutrição do solo, dos vegetais e dos animais (inclusive a nossa), além
de fazerem parte da ciclagem de nutrientes, energia produzida e serem
carreados por lixiviação, por exemplo. Neste momento, estou descrevendo
sobre ecossistemas naturais, mas os ambientes urbanizados, que sofreram
a interferência do homem, também são ecossistemas. Portanto, são
ambientes com tudo que neles está contido e neles acontece. Como as
organizações são ambientes complexos que nós utilizamos para ordenar as
nossas ações, com o objetivo de conquistarmos algo que desejamos, os
ecossistemas naturais também podem ser denominados de organizações.
Neles, os objetivos são a produção de alimento, a sobrevivência, o equilíbrio
ecológico, etc.
Meio Ambiente
É composto por todas as organizações que existem no nosso planeta
Terra. Com tudo que nelas está contido e nelas acontecem. A mente é
considerada um ambiente, do meio ambiente. Com a mente, objetivamos
internalizar e consolidar os conhecimentos que nos tornam mais inteligentes
e capazes de enfrentarmos o mercado de trabalho. O nosso corpo, indústrias
e empresas também são meios ambientes.
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NÍVEIS HIERÁRQUICOS
Na ecologia, Odum (1988) define os níveis hierárquicos da seguinte
maneira:
OS ECOSSISTEMAS GLOBAL, REGIONAL E LOCAL
• Global: é o maior de todos, o Planeta Terra, como também são os
continentes, os mares, os países e os estados.
• Regional: pode ser um município, como o de São Gonçalo ou a cidade
do Rio de Janeiro.
• Local: pode ser exemplificado como o bairro da Tijuca, a Reserva dos
Trapicheiros e a rua onde moramos.
COMPARTIMENTOS NATURAIS E URBANIZADOS
· Compartimentos naturais: são os ecossistemas naturais, que não
sofreram a interferência antrópica.
· Compartimentos urbanizados: são os ecossistemas que foram
alterados pela raça humana, onde edificações foram construídas.
Conhecer termos que constantemente são aplicados facilita a prática e o
entendimento sobre gestão ambiental e o desenvolvimento sustentável.
Interações ecológicas: intra-específicas e interespecíficas
· Interações intra-específicas: são as relações que existem entre
organismos da mesma espécie.
· Interações interespecíficas: são as relações que existem entre
organismos de espécies diferentes.
As relações que se estabelecem entre os seres vivos possuem a
importância ecológica de manter o meio ambiente ou as organizações naturais
em perfeito funcionamento. As condições ambientais, como os fatores físicos
e químicos, citados anteriormente, podem ser limitantes à produção de
alimento e energia necessários à sobrevivência de todas as espécies vegetais
e animais. Isto acontece quando o ambiente não está “nutrido” de material
necessário aos processos responsáveis pelo equilíbrio ecológico. Segundo
Lopes (1999), estas relações podem ser harmônicas (quando nenhum
organismo é prejudicado, seja da mesma espécie ou não) ou não-harmônicas
(quando pelo menos um dos organismos é prejudicado através das inter-
relações que ocorrem). Mas, é necessário ressaltar que o prejuízo temporário
Componentes Bióticos: Genes – Células – Órgãos – Organismos – Populações – Comunidades
mais
Componentes Abióticos: Matéria - Energia
Igual
Biossistemas: Sistemas – Sistemas – Sistemas – Sistemas – Sistemas – Ecossistemas -
 Genéticos - Celulares - Orgânicos - Organísmicos - Populacionais
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promovido por processos naturais não afeta, definitivamente, um
compartimento ecológico. Quando um ciclo de processos se finaliza, este
fator biológico, traduzido pelas relações biológicas, também é responsável
por outros ciclos que ocorrerão. O meio ambiente é dinâmico e se renova
constantemente.
O importante para a disciplina é que as inter-relações que existem
através das relações entre as espécies representam um fator biológico
importante porque é um dos fatores que explica sobre a saúde ambiental.
A CADEIA ALIMENTAR: A PRODUÇÃO DE ALIMENTO E ENERGIA NATURAL
A cadeia alimentar é justamente composta por todas as espécies que
existem no nosso planeta. Em cada ambiente, uma cadeia alimentar diferente
acontece, formando uma grande rede de ligações intra-específicas e
interespecíficas, que compõem a teia alimentar.
Vamos entender melhor a diferença entre cadeia alimentar e teia alimentar?
O ciclo de produção alimentar e de energia necessários às funções
vitais dos seres vivos começa com os vegetais. São as plantas que realizam
a primeira produção, a produção primária, através da fotossíntese. Pela
fotossíntese, com a ajuda da irradiação solar, o vegetal transforma o carbono
inorgânico em carbono orgânico, que é utilizado para a formação de açúcares.
Estes açúcares mais outros produtos que são sintetizados nas células
vegetais são importantesao metabolismo das plantas. As plantas são,
exatamente, responsáveis pela produção primária da cadeia alimentar. Elas
são chamadas de produtores primários, que são o primeiro nível trófico desta
cadeia. Os níveis tróficos subseqüentes são: os consumidores primários, que
são os animais herbívoros (os que se alimentam de vegetais), seguidos pelos
consumidores secundários, que se alimentam destes animais herbívoros e,
prosseguindo, os consumidores terciários, quaternários e quantos forem
necessários ao ciclo de produção. A cadeia alimentar é, portanto, o conjunto
de níveis tróficos.
O conjunto de várias cadeias alimentares compõe a teia alimentar
dos ecossistemas. Subseqüentemente, a grande teia alimentar da Terra.
Existem seres que, além de serem herbívoros, são carnívoros. E nós
somos um exemplo deles.
Mas, por que é tão importante sabermos sobre estes conceitos?
As inter-relações existentes entre os seres vivos possibilitam a inter-
relação dos mesmos com o meio ambiente onde vivem. Nós, os seres vivos,
somos exemplos de um dos fatores que influencia na qualidade ambiental: o
fator biológico. A nossa “movimentação” interfere na ciclagem dos compostos
químicos. Assim como os processos físicos interferem na nossa
“movimentação”. Trata-se da influência que o fator biótico exerce sobre o
fator abiótico e vice-versa.
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OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS – EXEMPLOS MAIS IMPORTANTES
Os ciclos biogeoquímicos ocorrem nos ambientes por causa dos fatores
bióticos e abióticos. A coexistência da interação entre estes fatores contribui
para a ciclagem dos nutrientes e materiais que circulam pelos sistemas terra,
água e atmosfera. Dentro da climatologia, por exemplo, estes sistemas são
os subsistemas do sistema climatológico. Para a ecologia, são ecossistemas
do maior ecossistema: o Planeta Terra. E os ciclos biogeoquímicos são,
então, as conseqüências das interações que existem entre todos os fatores
e processos dos ecossistemas. Sejam por causas naturais ou provocados
pelo homem. Quando a interferência é humana, o prejuízo para nós mesmos
pode ser irreversível. É o que veremos na unidade sobre poluição ambiental.
Por enquanto, serão discutidos os cinco ciclos mais conhecidos: o ciclo
da água, do carbono, do oxigênio, do nitrogênio e do fósforo.
O ciclo da água
Assim como 97,5% do Planeta Terra é ocupado pela água marinha, em
torno de 70% do nosso corpo é composto por água, que também predomina
nos outros seres. A água é uma substância indispensável a nossa
sobrevivência. É um diluente que possibilita vários processos químicos. Ela
pode ser ingerida quando a bebemos ou através dos alimentos. O excesso
de água ingerido pode ser eliminado por excreção, transpiração e outros
processos, como os metabólicos das células e a evaporação.
Para Lopes (1999), na fase fotoquímica da fotossíntese, as células
das plantas realizam a quebra da molécula de água sob a ação da luz
(fotólise) e o oxigênio é liberado para a atmosfera. É assim que nós temos o
nosso oxigênio tão essencial a nossa sobrevivência como um produto final
da água absorvida pelas plantas e não do gás carbônico. Na fase química
do metabolismo celular, quando as plantas respiram, há a união do carbono
atmosférico com as moléculas orgânicas (presentes nos cloroplastos das
plantas). Os carboidratos são formados e a água é liberada para o meio
através da respiração e transpiração. Este é um dos exemplos de água
disponibilizada para o meio ambiente. Após a transpiração, a água é
evaporada. Mas, por favor, não confundam água transpirada com o orvalho
que encontramos nas folhas pela manhã, porque são gotículas de água
condensadas e depositadas nas superfícies das folhas. E esta condensação
ocorre principalmente durante a noite. As gotículas costumam se aglomerar
em cima de qualquer superfície fria.
As plantas transpiram e a água transpirada se evapora. Nós suamos e
o nosso suor evapora. Os animais, como o cavalo, por exemplo, transpiram e
a água que eles transpiram também evapora. Temos, então, a
evapotranspiração.
As águas das superfícies dos solos, dos rios, lagunas, lagos, lagoas e
mares se evaporam para a atmosfera, se condensam e voltam para as
superfícies sólidas e meios aquáticos, freqüentemente, em forma de chuvas.
É a evaporação e a precipitação se processando nos ambientes conforme os
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fatores climáticos (rotação e translação da Terra, irradiação solar, radiação
da luz solar, temperatura, ventos, etc.).
As águas liberadas pelos seres vivos, evaporadas dos ambientes
terrestres e aquáticos, condensadas na atmosfera e precipitadas como chuvas
formam o ciclo da água.
O ciclo do carbono
O carbono é encontrado na atmosfera e dissolvido na água, em
pequenas proporções, como gás carbônico (CO2). É retirado da atmosfera e
dos ambientes aquáticos pela fotossíntese e liberado novamente através
da respiração.
Os organismos mortos que se acumulam no solo também participam
do ciclo do carbono porque eles são decompostos por microorganismos que
oxidam este material orgânico e devolvem o gás carbônico para a atmosfera.
A combustão de fósseis, que têm o carvão e o petróleo como exemplos
representativos, é outro processo de liberação do gás carbônico.
 O ciclo do oxigênio
O oxigênio é um elemento químico da natureza muito importante para
a nossa sobrevivência, porque dele dependemos para a realização da nossa
respiração. Este gás principalmente se apresenta na atmosfera com a fórmula
de O2.
Está presente na camada de ozônio como O3. A importância da camada
de ozônio é filtrar a radiação dos raios ultravioletas.
Muitos compostos orgânicos e inorgânicos, como a água (H2O) e o gás
carbônico (CO2), possuem o oxigênio como um elemento químico de suas
composições.
Luz invisível que é nociva à nossa saúde quando é radiada com muita
intensidade. O excesso desta luz pode provocar o câncer de pele.
O ciclo do nitrogênio
O nitrogênio ocorre na atmosfera como o gás N2 e é muito abundante.
Porém, os seres vivos só conseguem aproveitá-lo por dois processos
freqüentes na natureza: os processos de fixação e posteriormente
nitrificação. Pelas bactérias, as cianobactérias e fungos, que podem viver
livremente no solo ou associados às raízes de plantas. Quando associados
pela biofixação, transformam o N2 atmosférico em amônia (NH3), que é a
forma utilizável pelos seres vivos. A amônia é incorporada pelos aminoácidos
das plantas onde vivem. E este é um exemplo de relação interespecífica,
através da qual a planta se beneficia com a biofixação.
A amônia sintetizada pelos biofixadores associados é transformada
em nitrito e, depois, nitrato pelas bactérias nitrificantes (Nitrossomonas e
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Nitrobacter), que são as biofixadoras que vivem livremente no solo. Estas
bactérias são autotróficas quimiossintetizantes, ou seja, são organismos
capazes de produzir o seu próprio alimento através de processos puramente
químicos, que não dependem da irradiação solar. Ao contrário da fotossíntese
realizada pelas plantas, que também são autotróficas, mas precisam da luz
do sol para realizar o processo de produção de alimento e energia. A
fotossíntese foi descrita anteriormente para explicar sobre a produção
primária. Lembram? A quimiossíntese das bactérias autotróficas nitrificantes
se processa como descrito neste parágrafo. A energia da nitrificação descrita
é utilizada para a síntese de substâncias orgânicas. O nitrogênio do nitrato
é utilizado para a síntese de proteínas, aminoácidos e ácidos nucléicos. As
proteínas são formadas pela união de vários aminoácidos, que possuem o
nitrogênio como NH2. Elas, as proteínas,estão presentes nas membranas
das células, que são as membranas plasmáticas, também chamadas de
membranas citoplasmáticas, porque elas envolvem o citoplasma das células.
Os ácidos nucléicos, como o ácido desoxirribonucléico - o DNA - e o
ácido ribonucléico - o RNA -, participam da codificação genética da seguinte
maneira: no núcleo, o DNA possui os genes com as informações genéticas;
ele se duplica formando duas novas moléculas de DNA, que possuem o mesmo
material genético da molécula-mãe; estas novas moléculas, por sua vez,
garantem a transmissão deste material genético idêntico para duas novas
células resultantes do processo de divisão celular; o RNA é formado por vários
nucleotídeos que compõem os ácidos nucléicos, que ajudam na transcrição
da informação genética quando ocorre a reprodução. O nitrogênio está
presente no RNA através das bases nitrogenadas.
Outras substâncias nitrogenadas, como a uréia e o ácido úrico mais as
proteínas degradadas do corpo dos organismos mortos, são transformadas
em amônia novamente pelas bactérias e pelos fungos decompositores. A
amônia volta para o ciclo.
Após um novo processo de nitrificação, o nitrogênio, como o gás N2, é
devolvido para a atmosfera, reiniciando o ciclo do nitrogênio.
O ciclo do fósforo
Os fosfatos inorgânicos são encontrados nas rochas fosfálicas, no solo
e nas plantas. O fósforo das rochas fosfálicas é dissolvido e carreado pelas
chuvas, que o transportam para os solos e para o lençol freático através da
percolação. Desta forma, ele chega aos mares. Neles, encontramos outra
fonte de fósforo: os peixes. Quando os consumimos, ingerimos todo o fósforo
que precisamos para os nossos ossos. Os fosfatos inorgânicos que as plantas
utilizam para produzir os compostos químicos importantes à manutenção da
vida são incorporados à biomassa vegetal e depois voltam a ser inorgânicos
através dos consumidores herbívoros. Quando inorgânico, é encontrado nos
solos e nele ficam depositados como parte dos nutrientes existentes. As
florestas absorvem este nutriente muito importante para a construção dos
organismos e o crescimento dos vegetais. Os animais voltam a consumi-los,
com o consumo das plantas, para depois voltarem ao solo e mares. Assim,
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se processa a ciclagem do fósforo, que não possui fase gasosa e, portanto,
não é encontrado na atmosfera.
Os ciclos biogeoquímicos são responsáveis pela ciclagem de muitos
outros nutrientes dispostos nos ecossistemas como variadas formas químicas,
orgânicas e inorgânicas. Sem eles, como ficaria a biosfera? Os processos
biológicos, geológicos, geográficos, químicos, físicos e climatológicos participam
destes ciclos quando possibilitam a ocorrência dos mesmos.
O EQUILÍBRIO ECOLÓGICO
Após o acesso ao conhecimento sobre todos os conceitos relativos
aos processos ecossistêmicos, através do qual percebemos sobre a relevância
de cada fator ambiental, podemos dizer que o equilíbrio ecológico é,
resumidamente, o sinônimo de perfeita interação entre os processos
biológicos, geológicos, físicos e químicos. A natureza é perfeita e sábia.
Movimenta-se nas terras, se propaga nos mares e flui na atmosfera
produzindo formatos e sons que traduzem a sua serena e turbulenta
produção ao mesmo tempo, por causa dos seus mistérios recônditos,
batimentos de ondas e trovoadas. Mas não se iludam. Não é desequilíbrio
ecológico! São os processos que se manifestam em sintonia com as causas
e efeitos dos ambientes. Com equilíbrio ecológico.
A RELEVÂNCIA DA ECOLOGIA À CONSERVAÇÃO DOS AMBIENTES
ORGANIZADOS.
Conhecer todos os ambientes organizados naturalmente e pela ação
humana significa sermos seres cientes sobre todos os processos que nos
envolvem e interferem em nossas vidas. Significa identificarmos as
intervenções que são positivas e as que são negativas à melhoria e à
preservação dos ambientes organizados. Porque preservar é sobreviver aos
impactos ambientais negativos que já ocorreram e conservar todas as
qualidades que continuam existindo, visando melhorar a qualidade de vida
para o nosso futuro, nossos filhos, netos e gerações futuras.
http://www.abcdaecologia.hpg.ig.com.br/
http://www.ambientebrasil.com.br/
 LEITURA COMPLEMENTAR
GESTÃO AMBIENTAL DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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É HORA DE SE AVALIAR!
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de
estudo, presentes no caderno de exercícios! Elas poderão
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua
autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso
prefira, redija as respostas no caderno e depois as envie
através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA).
Interaja conosco!
Nesta unidade, você estudou sobre exemplos de relações ecológicas entre
os vegetais, animais e deles com o meio ambiente onde vivem e sobre os
processos físico-químicos que envolvem as inter-relações. Tantas informações
só podem ser tão importantes para entendermos sobre todos os processos
que norteiam a nossa sobrevivência e as interações ecológicas. Estudamos
também conceitos muito relacionados com saúde pública e qualidade
ambiental.
A aprendizagem sobre os seres vivos e os seus ambientes é necessária
a nossa próxima unidade relativa à poluição ambiental.