Ecossistemas parte 1

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Ecossitemas
Fatores abióticos na determinação dos ecossistemas e distribuição geográfica das espécies
Os conjuntos de fatores abióticos definem a distribuição das espécies, por exemplo: solo, clima, umidade, temperatura, pluviosidade, tempo geológico, relevo, etc.
Ecologia: Estudo das relações recíprocas entre os indivíduos e o meio.
Meio Ambiente: Conjunto de fatores bióticos (biológicos – organismos e suas relações) e abióticos (físicos e químicos – atmosfera, hidrosfera, litosfera).
Os organismos dependem do ambiente para suprir suas necessidades: energia, matéria, local para eliminação e deposição de resíduos. Assim, todo organismo necessita de condições (características ambientais, pH, salinidade, temperatura, umidade) e recursos (água, alimento, parceiros reprodutivos, locais para oviposição, luz, radiação – é finito). 
Se as condições forem favoráveis em geral, mas tiver apenas UMA condição desfavorável, já é o suficiente para não ser adequado para determinada espécie.
Assim, o ambiente deve proporcionar ao organismo: 
1. Mínimo dos requisitos indispensáveis. 
2. Não conter condições desfavoráveis.
Lei do Mínimo de Liebig
Sob condições de estado constante, o nutriente presente em menor quantidade (concentração próxima à mínima necessária) tende a ter efeito limitante sobre a planta – Limita a ocorrência e a abundência de alguns organismos. 
Fator limitante: O que está presente em menor quantidade ou em uma quantidade muito alta, sendo tóxica. 
Lei dos Limites de Tolerância de Shelford
A amplitude de tolerância de uma espécie é a soma dos limites de tolerância para cada fator ambiental. Difere-se da lei anterior, pois aqui se leva em conta a soma dos fatores, não somente o fator limitante. 
Exemplo: Requisições de um organismo hipotético A
A radiação é um fator limitante, enquanto os outros fatores são mais tolerantes. 
Requisições de um organismo hipotético B
Este organismo é mais tolerante aos outros fatores, sendo mais generalista. 
Esses fatores podem alterar as características de muitos organismos, como o comportamento, a distribuição, etc. 
SUFIXOS
Euri____: tolerância alta
Esteno___: tolerância baixa
Dentro da faixa de ocorrência, podemos falar do gradiente de temperatura, abundância ou fitness da espécie. 
Conceito ecossistêmico ou holocenótico
Embora existam as leis de Liebig e Shelford, é importante saber que na ecologia, a suposição de que um único fator é sempre limitante é enganosa. Na natureza, os vários fatores ambientais interagem de diversas maneiras que é quase impossível descrever um fator como limitante. Quando uma condição não é ótima – embora tolerável – para uma espécie, os limites de tolerância dos outros fatores podem ser reduzidos. 
Dessa forma, o foco será nas vegetações, pois:
Principal aspecto da paisagem
Base das cadeias tróficas
Habitat onde os demais organismos vivem, crescem, reproduzem-se e morrem
A Natureza das Vegetações
Teoria do Monoclímax de Clements
- A sucessão converge para uma comunidade única. 
- A composição da comunidade clímax é determinada pelo clima regional (clímax climático). 
- A sucessão é determinística e previsível. 
- As comunidades comportam-se como superorganismos - “Como um organismo, a formação clímax surge, cresce, atinge a maturidade e morre”. 
- Pressupõe a existência de uma forte ligação entre as espécies e de cooperação entre os elementos para o benefício da comunidade. 
- A competição vegetal é o elemento mais importante na geração da sucessão.
Sucessão ecológica: uma área degradada passa por uma sucessão e passar a ser uma área semelhante à anterior. Se antes a área era de cerrado, a sucessão a conduz a se tornar uma área de cerrado. 
Conceito Individualístico de Gleason
- Associações (comunidades) são abstratas. 
- Sucessões raramente convergem. 
- Mecanismos estocásticos e seleção ambiental regulam os padrões vegetacionais. 
- Rejeição do “superorganismo”. 
- O ambiente local determina a flora. 
- As espécies são distribuídas ao longo de gradientes ambientais, com seus limites determinados por suas tolerâncias. 
- Ambientes semelhantes tendem ter vegetações similares. 
- O ambiente varia no espaço. 
- Não há duas comunidades exatamente iguais.
- Comunidades estão em contínua mudança, sendo submetidas a fatores reguladores. 
Padrão Climático de Whittaker
- Unifica os dois conceitos - combinou a teorias do monoclímax e a hipótese individualística.
- Há comunidades que atingem um clímax, mas também há aquelas que estão em contínua mudança. 
- Considera os agrupamentos de populações um produto das variações climáticas. 
- Tais variações não mostram mudanças bruscas, mas são contínuos ambientais, que gerariam as diferenças na composição. 
- Substitui mono e policlímax por clímax prevalescente: uma vegetação mista cobrindo áreas naturais. 
- Introduziu a Hipótese do Padrão Climático: o clímax vegetacional varia continuamente em resposta aos gradientes ambientais. 
Elementos mais significativos da síntese moderna
1. A estrutura das comunidades é um processo das populações.
2. Comunidades são partes de um gradiente contínuo. 
3. Comunidades demonstram algum direcionamento e previsibilidade. 
4. Comunidades são fortemente influenciadas por efeitos históricos. 
5. Comunidades não se desenvolvem até um clímax estável, imutável. 
6. Comunidades são dinâmicas e influenciadas por distúrbios.
Fatores Climáticos
Radiação
- Única fonte de energia que pode ser usada por plantas verdes em atividades metabólicas. Ela chega até a planta como um fluxo de radiação do sol, seja diretamente difundida por uma trajetória maior ou menos na atmosfera ou após ser refletida por outros objetivos. Assim, a fonte principal é a luz solar, mas há outras formas, como a radiação geotérmica, o calor das rochas, etc.
- Na maior parte do ano, em climas temperados, e durante o ano inteiro, em climas áridos, o dossel de comunidades terrestres não cobre a superfície do solo, de modo que a maior parte da radiação incide sobre ramos desprovidos de folhas ou solo descoberto. 
- A maior produtividade ocorre mais próxima à linha do Equador, pois é a região de mais energia.
- Não é toda a radiação que invade a atmosfera. A que consegue atravessar possui diversos tipos de comprimento de luz. Essa radiação pode causar diversos danos aos organismos. 
- A radiação que chega é revertida: 20% atinge e é refletida pelas nuvens; 6% escapa para a atmosfera; 19% é absorvida pela atmosfera e pelas nuvens; 4% é refletida pela superfície e 51% é absorvida pela terra. 
- Parte da fração que é absorvida pode elevar a temperatura da planta e ser irradiada novamente com comprimentos de onda mais longos; em plantas terrícolas, parte pode contribuir ao calor latente de evaporação da água e, assim, impulsionar a corrente de transpiração. Uma parte pequena pode chegar até os cloroplastos e ativar o processo de fotossíntese. 
Importâncias da luz (principalmente para vegetais): fotossíntese, transpiração, germinação, reprodução e fotoperíodo.
- Plantas ciófitas: Plantas de sombra – recebem a radiação solar de baixa qualidade (radiação de forma indireta). Possuem folhas mais largas e de coloração verde escuro.
- Plantas heliófitas: Adaptadas para receberem radiação solar direta e em grande quantidade. Para isso, possuem uma série de adaptações. Pode ter quantidade de clorofila menor e alguns pigmentos que atuam como protetor solar. 
Além disso, uma mesma planta pode apresentar diferenças em suas características devido à quantidade de luz que recebe. Como por exemplo, a quantidade de cloroplastos e a ramificação (alternada ou oposta). A ramificação oposta possui as folhas fazendo sombra uma sobre a outra, enquanto a alternada não faz sombra nas demais. 
Temperatura
- A radiação percorre o menor caminho da atmosfera até a crosta em latitudes baixas. Assim, quantomaior a latitude, mais inclinação dos raios, maior taxa de reflexão. 
- Áreas com maior latitude e sazonalidade maior possuem variação térmica grande. 
- Em janeiro, é verão no polo sul e em julho é verão no polo norte. 
- Ciclo de Milankovitch 
Três características da órbita terrestre mudam periodicamente:
Excentricidade: A elipsidade varia a cada 100.000 anos. A excentricidade modula o efeito climático dos ciclos de precessão. Varia entre órbitas mais elípticas e mais circulares, sendo que o elíptico tem uma sazonalidade maior, enquanto o esférico a variação é menor. 
Obliquidade: O ângulo da Terra em relação ao seu eixo muda entre 22,1 a 24,5º a cada 41.000 anos. Isso interfere na entrada dos raios solares - modula a sazonalidade, principalmente nas altas latitudes.
Precessão: A orientação da Terra a cada 22.000. Esse efeito caracteriza as mudanças latitudinais no que é denominado de equador calórico (figura Equador Calórico), ou seja, nas regiões próximas ao equador que recebem maior quantidade de energia proveniente do Sol, causando deslocamentos importantes no limites entre zonas climáticas adjacentes.
- Glaciação
É a combinação dos três ciclos (estágio máximo de menor temperatura), ocorrendo quando a distância entre a Terra e o Sol é maior; a excentricidade é máxima e a obliqüidade é baixa, significando que a diferença entre verão e inverno é fraca e o contraste latitudinal é maior.
- Efeito de Transição
Efeitos combinados acarretam flutuações substanciais na quantidade de energia que incide sobre a Terra.
– Formação das calotas aumenta a reflexão da radiação (quando há maior quantidade de gelo, aumenta a reflexão dos raios solares);
– O derretimento é mais rápido do que sua formação, mudanças globais na concentração de gases do efeito estufa (contido no gelo congelado).
Água
- Principal solvente
- Meio de entrada de solutos
- Substrato para reações metabólicas
- Movimento ascendente
- Absorção de nutrientes por conta da sua diluição em água
Disponibilidade em duas formas:
Umidade atmosférica
Vapor invisível: O vapor de água é invisível, a névoa que é vista acima da água em ebulição na verdade é um conjunto de minúsculas gotas de água líquida.
Vapor visível: Quando o ar próximo à superfície entra em fase de precipitação, acaba por atingir uma temperatura inferior a do ponto de orvalho, o vapor d'água acaba se condensando e dando origem a diversos fenômenos:
- Nuvens: As nuvens são manifestações visíveis da condensação e deposição de vapor d’água na atmosfera. Podem ser definidas como conjuntos visíveis de minúsculas gotículas de água ou cristais de gelo, ou uma mistura de ambos.
- Neblina: É formada quando há a condensação da água evaporada.
Neblina de radiação: A temperatura irradiada da superfície durante a noite, esfria o ar inferior até alcançar a saturação. A neblina se forma primeiramente na superfície, aumentando conforme o resfriamento continua. O resfriamento adicional na camada de neblina, aumenta mais ainda o efeito. 
Neblina de advecção: O ar quente e úmido se move abaixo de uma superfície mais fria e a sua temperatura cai. 
-Neblina de inclinação: Ar úmido flui através da inclinação. Conforme o ar sobe com o terreno, ele esfria para temperatura condensada, formando a neblina de inclinação. 
Camanchaca: Tipo de neblina, específica do Peru. Em ecossistemas chamados lomas, as plantas só florescem quando se inicia a neblina. 
El Niño: Fator climático. Ocorre quando há o superaquecimento das águas do Oceano Pacífico. 
Em anos sem a presença do El Niño, os ventos alísios sopram de leste para oeste, acumulando água quente na camada superior do Oceano Pacifico. Os ventos alísios, junto à costa da América do Sul, levam a água fria do fundo do oceano para a superfície. Em anos de El Niño, ocorre enfraquecimento dos ventos alísios, fazendo com que a camada de águas superficiais quentes do Pacífico se desloque ao longo do Equador em direção à América do Sul. Há um deslocamento da região com maior formação de nuvens e podem ser observadas águas quentes em praticamente toda a extensão do Oceano Pacífico Equatorial. Esse fenômeno interfere na circulação geral da atmosfera.
La Niña: É um fenômeno oceânico-atmosférico caracterizado pelo resfriamento anormal nas águas superficiais do Oceano Pacífico Equatorial, ou seja, suas características são opostas as do El Niño.
Precipitações
- Chuva
A diferença entre chuva e granizo é a temperatura. O granizo é formado em nuvens relativamente grandes e altas. As gotículas de água sobem mais e se cristalizam, ganhando peso e caindo, sendo levadas novamente para cima, acumulando mais água, formando mais gelo e caindo. 
Importância do cerrado para o Aquífero Guarani: A água que vai para o aquífero é absorvida pela área do cerrado (área antiga, rocha degradada, subsolo funciona como uma esponja, fazendo com que a água chegue até o lençol freático). Isso não ocorre em áreas de Mata Atlântica, pois a água não passa da rocha mãe e não chega até o lençol. 
Água gravitacional: não disponível para plantas – água em movimento.
Água capilar: água presa entre as partículas do solo. Não tem força de atração forte, sendo facilmente absorvida pela planta. 
Água hidroscópica: apenas um fino filme de água se forma, não estando disponível para as plantas.
- Orvalho: A umidade do ar precipita por condensação na forma de gotas, pela diminuição da temperatura ou em contato com superfícies frias. É o processo contrário ao da evaporação. Pode ser absorvido pela pilosidade da parte inferior das plantas. 
- Neve: Precipitação de flocos formados por cristais de gelo. Pode ser relativamente disponibilizada para as plantas. A neve é diferente do gelo, pois o gelo não é água disponível, nem precipitação. 
Atmosfera: Manto gasoso que envolve a Terra
Funções:
- Evita grandes alterações na temperatura terrestre (dias e noites - observadas em outros planetas).
- Fornecimento contínuo de gases e água ao protoplasma vivo.
- Efeitos indiretos: distribuição de calor, luz, filtragem de radiações deletérias e nos processos de transpiração, polinização e disseminação.
Composição:
78% de N2; 20% de O2; 0,9% de CO2.
Na atmosfera, há correntes de convecção no sentido norte para o sul. 
- Célula de Hadley: Nas latitudes baixas, o movimento do ar é, devido ao aquecimento, ascendente sobre o Equador, dirigindo-se no sentido dos polos nos níveis superiores da atmosfera; sobre as latitudes subtropicais o ar arrefecido abaixa, retornando para o Equador à superfície. Esta circulação forma a célula convectiva que domina os climas tropical e subtropical.
- Células de Ferrell: É uma célula de circulação atmosférica média nas latitudes extratropicais. O ar move-se para os polos e para leste junto à superfície, e no sentido do Equador e para oeste em altitude, fechando-se a circulação por subsidência nos subtrópicos.
- Celula Polar: O ar sobe, diverge, e desloca-se em altitude para os polos. Uma vez sobre os polos, o ar arrefecido desce, dando origem a altas pressões à superfície nas regiões polares; nestas regiões, o ar diverge para fora dos centros de altas pressões e retorna para sul, fechando a circulação celular. Na superfície, os ventos estão dirigidos para Oeste e em altitude para Leste.
A movimentação de ar de uma célula influencia na outra. 
Concentração de dióxido de carbono:
Variações na concentração de CO2 
- espacial
- diuturna (nictemeral)
- sazonal
Atmosfera do solo:
- Proporção gases: formação de gelo tem acúmulo de gás. Portanto, a quantidade baixa desse gás é prejudicial para as plantas, pois diminui a fotossíntese, sendo tóxico para os animais em grandes quantidades. 
- Vento
Negativos:
- Aumento da taxa de evaporação e transpiração; retira camadas de ar úmido próximo às folhas; dobra e desdobra as folhas e, com isso, força a saída de ar úmido do interior dos órgãos.
- Deformação dos vegetais: galhos virados, vegetação baixa e fechada.- Fratura e derrubamento: principalmente em locais frios - peso da neve + ação do vento = quebra.
- Transporte de partículas de solo, causando abrasão nos vegetais e erosão do solo (eólica).
Positivos:
- Dispersão
- Revolvimento de camadas de água em lagos e represas.
Fogo
- Em todas as regiões do globo, exceto em regiões muito frias, úmidas ou secas.
- Fator de conversão das florestas em campos (húmus, microorganismos, sais, fertilidade, compostos nitrogenados e de enxofre). 
- Dano direto às plantas (temperaturas letais).
- Às vezes, causas naturais (raios, autocombustão), mas homem é principal agente.
Tipos de incêndios:
- Inc. de húmus (ou subterrâneo): combustão da matéria orgânica (+ oxigênio); sem chamas.
- Inc. de superfície: relativamente rápidos; quando há grande quantidade de matéria orgânica.
- Inc. de copa (ou de coroa): altamente destrutivos; atingem as partes mais altas dos vegetais.
Solo
Solos com partículas maiores possuem menor capacidade de retenção de água. Enquanto que solos com partículas menores possuem grande retenção de água (argila). 
Fração mineral quanto à origem:
- Solos residuais: são os solos que permanecem no local de decomposição rocha que lhes deu origem.
- Solos transportados: coluvial (transportador é a gravidade); aluvial (intemperismo químico); glacial (gelo); eólico (ar).