Ecossistemas Terrestres

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BASES CONCEITUAIS
Comunidade biológica: é definida pelas espécies que ocupam uma determinada localidade e as interações entre essas espécies. Uma comunidade biológica juntamente com seu ambiente físico é chamada de ecossistema.
A variação anual de temperatura e precipitação interferem nas comunidades e plantas e animais podem interferir na velocidade do vento, umidade, temperatura e características do solo. Ambiente Físico ↔ Comunidade Biológica.
Efeito do aumento da temperatura dos oceanos nas florestas de algas
A distribuição, abundância e tamanho das algas (kelp), são inversamente proporcionais à medida que a temperatura das águas do mar aumenta. Com o aumento da temperatura na faixa superior do oceano, a subida de nutrientes à superfície torna-se mais difícil, causando escassez alimentar e redução na produtividade marinha.
Caça predatória da lontra marinha e poluição
A lontra marinha é uma espécie chave que controla a abundância de ouriços-do-mar, e assim evita o sobreconsumo de algas (kelp). As espécies que afetam a organização da comunidade de um modo muito mais intenso do que seria previsível com base no número de indivíduos ou na biomassa dessas espécies são espécies chave.
A diminuição da qualidade de água costeira resulta muitas vezes num agravamento de turbidez e consequentemente na diminuição da penetração de luz.
Efeito da floresta nas variações climáticas
As florestas moderam a temperatura superficial e contribuem para o aumento da umidade do ar por meio da evapotranspiração.
O dossel contínuo de uma floresta possui o efeito de reduzir a velocidade do vento e as misturas de massa de ar causadas pelo movimento das brisas.
A diferença de umidade entre os povoamentos florestais variam com a densidade das copas das árvores. Onde as copas são fechadas, a umidade geralmente é mais alta do que em locais com densidades menores.
CENÁRIO FÍSICO
Cada espécie de organismo possui uma amplitude geográfica restrita, na qual encontra uma distribuição limitada pelas condições ambientais (Ex.: Ursos polares e caribus estão confinados ao Ártico; Palmeiras e corais são raros fora dos trópicos; Homo sapiens e falcão peregrino são cosmopolitas.).
Grande parte da variação geográfica no ambiente físico é regular e previsível:
Radiação solar e latitude: O aquecimento mais intenso ocorre quando a superfície é perpendicular à radiação solar incidente, por duas razões:
Maior quantidade de energia é dirigida para a menor área de superfície;
uma quantidade de radiação mínima é absorvida ou refletida no espaço durante a passagem pela atmosfera, porque a distância que a energia viaja através do ar é minimizada.
Altitude: Picos de montanhas estão mais próximas do sol, mas são mais gelados do que as terras baixas devido a densidade e a pressão do ar, que decrescem com o aumento da altitude. Quando o ar é soprado na superfície terrestre e forçado a subir sobre as montanhas, ele se expande em resposta à redução de pressão e sofre um resfriamento adiabático, perdendo calor à medida que as moléculas se afastam uma das outras.
Altitudes mais elevadas são também mais frias porque o ar menos denso permite uma taxa mais elevada de perda de calor através da irradiação na atmosfera.
Padrões eólicos: 
Padrões de precipitação: A distribuição global de chuvas pode ser entendida, através da sobreposição dos padrões de temperatura, ventos e correntes oceânicas.
As estações chuvosas nos trópicos tendem a ocorrer quando o sol incide diretamente neles, devido ao aquecimento muito intenso.
Nos trópicos, o resfriamento do ar quente em ascensão com o vapor d’água produz uma chuva pesada em altitudes baixas e médias, onde as florestas e matas tropicais ocorrem.
Nas latitudes médias, onde o ar frio é proveniente da atmosfera superior, dois cinturões de climas relativamente secos circundam o globo. O ar descendente quente pode então absorver mais umidade, ressecando o solo. Nesses cinturões situa-se a grande maioria dos desertos da terra. Adjacentes a estes desertos estão as regiões de climas semi-áridos e vegetação arbustiva ou de gramíneas.
Formação dos solos: depende da natureza da matéria prima e do cenário climático.
A sucessão primária constitui um processo de formação do solo, além do desenvolvimento da vegetação e formação de um complemento de micróbios, plantas e espécies animais.
O solo é formado pela erosão de rochas e pelo acúmulo de matéria orgânica de organismos mortos ou em decomposição. O processo pelo qual o novo solo é formado a partir de substratos minerais é geralmente longo e complexo.
Os processos físicos, como o congelamento e descongelamento, erosão da água e força eólica, fraturam o material rochoso.
Os organismos desempenham papéis chaves: os líquens aceleram a erosão das rochas; corpos em decomposição de plantas, animais e micróbios adicionam a matéria orgânica; as atividades das raízes e dos micróbios alteram a composição química do solo e os animais escavadores o misturam e o arejam.
Tipos de formação do solo
1. Podzolização (florestas decíduas temperadas ou de coníferas): Ocorre a latitudes temperadas e subárticas e em altas altitudes onde a temperatura é baixa e a precipitação é abundante. Nesses climas, o crescimento das plantas pode ser substancial, mas as temperaturas baixas inibem a atividade microbial. Assim, a matéria orgânica, denominada húmus, acumula. Os solos decorrem da eliminação de bases por lixiviação e do desenvolvimento de um estado ácido na superfície.
2. Laterização (florestas tropicais): É um processo de formação de solo que envolve intensa lixiviação e, ocorre somente onde a precipitação é maior que a evapotranspiração potencial durante a maior parte do ano, e onde a velocidade de decomposição da matéria orgânica iguala à de sua produção. A chuva intensa faz com que a sílica e muitos cátions, como potássio, sódio e cálcio, sejam lixiviados para fora do solo, deixando um solo firme e poroso com fertilidade muito baixa.
3. Calcificação (pradarias e arbustos): Conjunto de processos que levam à concentração de carbonato de cálcio no solo. Este processo de formação do solo ocorre onde a precipitação, apesar de ser acentuada, é menor que a evapotranspiração potencial durante a maior parte do ano. Os solos calcários ocorrem tipicamente em ambientes áridos e semi-áridos, particularmente em regiões onde espessas camadas de carbonato de cálcio foram depositadas no fundo de mares tropicais rasos.
4. Gleização (regiões polares frias e úmidas): Processo de formação do solo que se apresenta sob condições de drenagem imperfeita ou alagamento completo. Este processo depende também, como a podzolização e a laterização, da magnitude da precipitação pluviométrica em relação à evapotranspiração.
BIOGEOGRAFIA
Fatores influentes no desenvolvimento de comunidades biológicas
Mudanças no clima e em outras condições físicas (ex.: glaciações).
Rearranjos dos continentes e das bacias oceânicas (ex.: deriva continental).
Impactos catastróficos de corpos terrestres.
Crescimento e desgaste de áreas montanhosas.
Evolução de novas táticas por seus predadores e patógenos.
Fatores que comprovam a teoria da deriva continental
Estruturas rochosas idênticas.
Fosseis de espécies iguais (evidências paleontológicas).
Marcas de depósitos de materiais carregados pelo gelo.
Encaixe perfeito dos continentes.
Biorreino Holoártico
Corresponde aproximadamente à América do Norte e à Eurásia.
Grande homogeneidade florística, maior quanto mais ao Norte devido a 1 passado comum.
O reino é mais heterogêneo quanto mais se baixa em latitude.
São comuns carvalhos, pinheiros e animais como, urso polar, rena, veado e aves.
Biorreino Paleotropical
É o segundo reino em extensão e em número de espécies.
São característicos sapos, cobras, avestruzes, hienas, hipopótomos, girafas, elefantes, zebra e crocodilos.
A ponte intercontinental entre a África e a Índia permitia a migração dos seres vivos entre estas duas regiões.
Biorreino Australiano
Reino que teve o isolamento mais prolongado,explicando a presença de espécies endêmicas, como ornitorrinco.
Biorreino Neotropical
Flora e a fauna das mais ricas do globo em espécies, pois a maior parte de seu território está na faixa equatorial/tropical, onde as condições ambientais são altamente favoráveis para o desenvolvimento dos seres vivos.
A ponte intercontinental da América Central permitiu a troca de elementos da flora e fauna entre os reinos Neotropical e Holoártico.
Espécies endêmicas como colibris, tatus, tamanduás, onças, cobras e anfíbios.
Biorreino Antártico
Abrange a Antártida, o extremo sul da América do Sul e o sudeste da Nova Zelândia.
Os espaços de solo são muito limitados e o clima extremamente rigoroso.
Fósseis indicam que já houveram épocas mais favoráveis à existência dos seres vivos. Pontes intercontinentais permitiram migrações, assim encontramos espécies semelhantes da flora e fauna no sul do Chile e no sul da Nova Zelândia.
Biorreino Marinho
Os oceanos e mares, as maiores extensões do globo, são habitados por riquíssima flora e fauna. A maior uniformização do meio ecológico e a facilidade de migrações permitiram uma adaptação mais fácil do que na alta diversificação de habitats sobre os continentes.
BIOMAS TERRESTRES
Bioma é uma comunidade biótica que se caracteriza pela uniformidade fisionômica da flora e da fauna que a formam e se influenciam mutuamente.
Taiga ou Floresta Boreal
A vegetação é pouco diversificada devido às baixas temperaturas registradas (a água do solo encontra-se congelada), sendo constituída sobretudo por coníferas e pinheiros, cujas folhas estão adaptadas a conservar a humidade e o calor durante a estação fria.
Embora haja precipitação, o solo gela durante os meses de inverno e as raízes das plantas não conseguem água. A adaptação das folhas à forma de agulhas limita, então, a perda de água, por transpiração. Também a forma cônica das árvores da Taiga contribui para evitar a acumulação da neve e a subsequente destruição de ramos e folhas.
Os animais aqui existentes são alces, renas, veados, ursos, lobos, raposas, esquilos, morcegos, coelhos, lebres e aves diversas como por exemplo pica-paus e falcões.
A atividade dos microrganismos é lenta devido as baixas temperaturas. A matéria orgânica das coníferas é ácida e possui um elevado teor de resinas o que não facilita a sua decomposição. Os nutrientes são lixiviados e por estas razões os solos da taiga são pobres e ácidos.
Florestas Temperadas
Floresta temperada ou floresta decídua temperada, ou ainda, floresta caducifólia, por causa da queda das suas folhas no período do Inverno, é um bioma encontrado nas regiões situadas entre os pólos e os trópicos, característica das zonas temperadas húmidas e abrange o oeste e centro da Europa, leste da Ásia (Coreia, Japão, e partes da China) e o leste dos Estados Unidos. Situa-se, pois, abaixo da Taiga.
As quatro estações do ano encontram-se bem definidas. A energia solar que vai incidindo nas regiões de florestas temperadas é maior do que, por exemplo, nas tundras.
Os solos da floresta caducifólia são em geral bons solos -a temperatura permite a decomposição da manta morta pelos microrganismos e a matéria vegetal não é tão ácida como acontece com as coníferas. 
A vegetação apresenta variações sazonais e o seu crescimento ocorre, sobretudo, na Primavera e no Verão. Embora predominem as árvores, existem também arbustos e plantas herbáceas.
A fauna é variada e podem encontrar-se javalis, linces, lobos, raposos, esquilos, veados, ursos. Em algumas regiões, como forma de adaptação às baixas temperaturas do Inverno, alguns animais migram enquanto que outros hibernam. Outros ainda, como os esquilos, armazenam comida para ser usada durante o Inverno.
Tundra
Exibe condições estressantes, até mesmo mais que os das florestas boreais. As temperaturas permanecem abaixo do congelamento por pelo menos sete meses ao ano.
A precipitação é frequentemente menor do que a de muitos desertos quentes e os solos das tundras são caracterizados por exibirem limitações aos nutrientes. O solo também é saturado com água, devido às reduzidas taxas de evaporação e à presença de permafrost (uma camada congelada e impermeável de solo, que fica a uma profundidade de um metro ou menos, no verão).
Só no Verão, com a duração de cerca de 2 meses, em que a duração do dia é cerca de 24 h e a temperatura não excede os 7º-10 ºC, a camada superficial do solo descongela, mas a água não se consegue infiltrar por as camadas inferiores se encontrarem geladas (permafrost). Formam-se então charcos e pequenos pântanos. A duração do dia é muito longa e ocorre uma explosão de vida vegetal, o que permite que animais herbívoros sobrevivam - bois almiscarados, lebres árticas, renas na Europa e na Ásia e caribus na América do Norte. Estes por sua vez constituem o alimento de outros animais, carnívoros, como as raposas árticas e lobos.
A maioria dos animais, sobretudo aves e mamíferos, apenas utilizam a Tundra no curto Verão, migrando, no Inverno, para regiões mais quentes. Produtividade primária, biomassa e diversidade baixas.
Desertos
Ocorrem em faixas no mundo nas altitudes baixas e intermediárias, especialmente nos cinturões de clima seco, entre 30º e 40º N e S, entre os biomas dos trópicos úmidos e os intermediários temperados. A chuva não é apenas escassa e sazonal, mais também imprevisível. 
Há um contraste acentuado entre os dias e as noites: os dias são tórridos, ventosos e poeirentos e as noites são claras, sem vento e frias.
Plantas do deserto possuem uma variedade de adaptações para suportarem períodos de secas e absorver água de chuvas esparsas, imprevisíveis, mas algumas vezes intensas. Na parte árida dos desertos dominam plantas suculentas e xerófilas e na parte hiper-árida dominam as plantas xerófilas, como os cactos.
Algumas plantas do deserto dependem da chuva e, quando esta vem, florescem rapidamente, lançam sementes dentro de poucos dias e então morrem; as que dependem da água subterrânea, desenvolvem longas raízes; os cactos enrolam suas folhas, formando espinhos, de modo a não perder água por evaporação.
Geralmente, imagina-se que o solo dos desertos é arenoso, mas nem sempre é assim. Há desertos pedregosos, como o de Atacama, no Chile, por exemplo. Os solos de desertos são pobres em matéria orgânica, têm granulação grossa e são altamente mineralizados.
Os animais, também, podem exibir variedade de adaptações a esses ambientes, incluindo a habilidade de adquirirem a água de que necessitam das sementes e outros alimentos, ou permanecerem diariamente ou sazonalmente.
Chaparral / Matas Esclerófilas
Ocorrem em climas temperados, com moderada precipitação no inverno e verões longos, quentes e secos. Apresentam matas de arbustos esclerófilos, denominadas chaparral, características de climas mediterrâneos.
As plantas dominantes exibem folhas esclerófilas (rígidas e sempre verdes). Estas folhas apresentam forte desenvolvimento de um tecido foliar denominado esclerênquima, que constitui uma adaptação a perda de água.
O Chaparral recebe menos de 600 mm de chuva por ano e por consequência exibe vegetação baixa e arbustiva.
Incêndios frequentemente varrem esses habitats, queimando a biomassa acima do solo e aparentemente desempenhando uma função importante na prevenção do estabelecimento de árvores. Os arbustos brotam novamente de suas raízes para restabelecer a vegetação.
Savana Tropical
Dominadas por uma fitomassa quase contínua de gramíneas xerofíticas perenes e árvores ou arbustos esparsos e resistentes ao fogo. Ocorrem numa amplitude de altitudes baixas a intermediárias, em latitudes intertropicais.
Possuem 2 ou mais estações chuvosas, seguidas por intensas secas.
Muitas savanas são fortemente influenciadas por 3 fatores comuns: precipitação intensa sazonal, incêndio durante a estação seca e pastadores migratórios ou sazonais.
Possuem ampla variedade de solos, com pouca biomassa para reter nutrientes.O fogo é importante decompositor/consumidor em ecossistemas como a savana.
Algumas savanas são exclusivamente herbáceas. Mas a maior parte possui árvores ou arbustos no meio das gramíneas. No entanto, as gramíneas constituem sempre o elemento dominante da paisagem.
Gramíneas e adaptações: folhas compridas que aproveitam ao máximo o período das chuvas; têm rizomas capazes de resistirem à secura durante o período seco e aos incêndios.
As árvores possuem casca grossa e dura para proteção dos fogos que todos os anos percorrem as savanas.
A biomassa vegetal é bastante inferior à das florestas. No entanto, a biomassa animal das savanas é elevada, pois as plantas herbáceas favorecem a proliferação de grandes manadas de herbívoros.
Associados aos herbívoros surgem carnívoros e necrófagos (que se alimentam de restos orgânicos - plantas e animais mortos) em abundância.
As explorações mal conduzidas (sobre-pastoreio) conduzem à degradação da cobertura vegetal. A vegetação perde progressivamente o vigor, aparecem espécies menos palatáveis, sobretudo arbustos espinhosos.
Prados Temperados
Estão situados geográfica e climaticamente entre os desertos e as florestas temperadas. São mais extensos nas planícies interiores do Hemisfério Norte. As pradarias situam-se no interior dos continentes ou ao abrigo das cordilheiras e recebem a chuva essencialmente no final da primavera e no verão. O inverno é muito frio e seco.
Designa-se por pradaria uma formação herbácea fechada, presente na:
Eurásia – Estepe
América do Norte – Pradaria
América do Sul – Pampa
África do Sul – Veld
A pradaria é diferente da savana porque é uma formação temperada, há um duplo repouso anual, no inverno devido ao frio e no final do verão devido à falta de água; a pradaria exclui a árvore.
A vegetação é restrita a um único estrato, que é dominado por gramíneas, macegas e outras plantas herbáceas. As gramíneas são plantas de crescimento contínuo, e assim como nas savanas, dominantes nos prados. São muito resistentes ao fogo e à seca, pois os órgãos onde estão as gemas de renovação encontram-se enterrados no solo.
O fogo ajuda na mineralização da enorme quantidade de fitomassa que se acumulou. O homem, quando põe fogo com uma periodicidade que não a natural, causa a degradação do ecossistema – se não houver fogo a matéria orgânica acumulada impede a regeneração das plantas próprias do ecossistema, sendo substituídas por outras.
As pradarias constituem um dos biomas que mais foram alterados pelo homem. Destacam-se como, alterações:
Substituição da vegetação natural, por plantas apropriadas para dieta de gado;
Sobrepastoreio;
Campos de cereais (pesticidas e fertilizantes).
Florestas Tropicais
As florestas tropicais úmidas são as mais ricas e mais produtivas dos biomas terrestres da Terra, ocupando apenas 6% de sua superfície, mas abrigando cerca de 50% de suas espécies.
Possuem incrível complexidade de interações bióticas; são encontradas nas baixas altitudes das latitudes tropicais, onde a chuva é abundante (acima de 1800 mm anuais).
Apesar da maioria das florestas tropicais úmidas receber chuva durante o ano inteiro, a precipitação tende a ser sazonal. As temperaturas são quase uniformes no transcurso anual e varia menos sazonalmente do que diariamente.
As plantas dominantes são as grandes árvores que formam uma cobertura fechada, de 30 a 50 m de altura.
Nas árvores das camadas superiores crescem diversas lianas (trepadeiras lenhosas) e epífitas (orquídeas, samambaias e, no Novo Mundo, bromélias). As folhas podem ser cobertas com epífilas (finas camadas de musgos, liquens e algas).
Pouca luz ultrapassa a densa cobertura arbórea, para atingir o chão da floresta, que é surpreendentemente aberto e desprovido de vegetação. A vegetação é importante reservatório dos nutrientes disponíveis.
Consequências da Supressão da Floresta Tropical: Quando as florestas pluviais tropicais são cortadas, muitos dos nutrientes se perdem. Os solos vulneráveis sofrem erosão rapidamente e sedimentam as correntes de água com silte. Em muitos casos, o ambiente se degrada rapidamente e a paisagem se torna improdutiva.
Causas de maior diversidade nos trópicos
A alta diversidade dos trópicos se deve a um clima constante e benigno, dando tempo para especiação e diversificação de nichos.
Os períodos de seca nos trópicos originaram refúgios (resultado das contrações e expansões da vegetação);
As forças seletivas nos trópicos são de natureza biótica, ao contrário dos temperados;
A competição é mais intensa nos trópicos devido aos nichos menores;
A predação, aliada da diversidade de espécies, também é alta nos trópicos.
Espécies Chave
Espécies que constituem recursos alimentares em períodos críticos: ex.: espécies vegetais do gênero Ficus que representam < 1% da diversidade vegetal das florestas tropicais e da América Central e do Sul, mas que garantem alimento à maior parte da comunidade de animais frutívoros (ex. primatas, morcegos e aves) durante o período de escassez alimentar (cerca de 3 meses do ano a produção de frutos pela maior parte das espécies vegetais diminui).
Além disso, as figueiras apresentam um papel importante na regeneração e recomposição de comunidades vegetais, atraindo animais frutívoros dispersores de outras espécies vegetais.
Espécie-chave, como lontra do mar, figueiras ou herbívoros-chave, como castor, bisão, veado e cães das pradarias, são espécies cuja remoção ou declínio numa ecorregião trariam um efeito negativo desproporcional sobre a persistência de outras espécies.
Quadro comparativo de biomas terrestres: