3. ecossistemas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL 
 ENGENHARIA AMBIENTAL 
 
 
Disciplina BIOLOGIA GERAL 
 
ECOSSISTEMAS 
 
Profa. Katia Saavedra 
 
 
 
2013 
CONTEÚDO 
• Definição 
• Aspecto Estrutural 
• Aspecto Funcional 
 
ECOSSISTEMAS 
Definição: 
 
 Charles Elton (década de 1920): “as relações 
de alimentação ligam os organismos numa 
entidade funcional única, a comunidade 
biológica”. 
 
 A. G. Tansley (década de 1930): visualizou as 
partes físicas e biológicas da natureza 
juntas, unificadas pela dependência dos 
animais e das plantas da sua vizinhança 
física e da sua contribuição à manutenção do 
mundo físico. A isto denominou de 
ecossistema. 
 
ECOSSISTEMAS 
ECOSSISTEMAS 
 
 Raymond Lindeman (1942): definiu níveis 
tróficos e visualizou uma pirâmide de 
energia. 
 
 Eugene P. Odum (1953): retratou os 
ecossistemas como diagramas de fluxo de 
energia. 
 
 
ECOSSISTEMAS 
“ Qualquer unidade que inclua a totalidade dos 
organismos (comunidades) de uma área 
determinada, que atuam em reciprocidade 
com o meio físico de modo que uma corrente 
de energia conduza a uma estrutura trófica, a 
uma diversidade biótica e a ciclos 
biogeoquímicos ” (Odum 1977). 
 
ECOSSISTEMAS 
 Em um ecossistema, energia e matéria 
interagem em uma complexa rede de 
processos. Modificações em um 
compartimento necessariamente induzem 
alterações em outros. 
 
 Todo sistema biológico (organismo, 
população ou comunidade) se adaptou a um 
complexo de fatores ambientais ao longo da 
sua evolução – condições necessárias e 
favoráveis à sua manutenção e reprodução. 
 
ECOSSISTEMAS 
“Um conjunto de seres vivos que interagem 
entre si e com o meio natural de forma 
equilibrada, por meio da reciclagem de 
matéria e do uso eficiente de energia solar”. 
 
ECOSSISTEMAS 
• Uma planta constitui um ecossistema. 
• O oceano é um ecossistema. 
• Um aquário é um ecossistema. 
• Uma floresta é um ecossistema. 
• Um reservatório hídrico, é um ecossistema. 
 
ECOSSISTEMAS 
• Ecossistema Costeiro: 
 
 A Região Costeira, pode ser considerada 
como um grande ecossistema, bem como 
suas subdivisões: estuários, ilhas, 
manguezais, restingas, dunas, praias, 
costões rochosos e recifes de corais. 
ECOSSISTEMAS 
• Unidade básica do estudo da Ecologia 
 Dimensões variadas. 
 Ambientes aquáticos e terrestres. 
 Interação: (Seres Vivos * Meio 
Abiótico) + Energia. 
 Biodiversidade e Biocenoses. 
 Produção Primária e cadeias tróficas. 
 Estabilidade e Sustentabilidade. 
 Homeostase e auto-regulação. 
 
ESTRUTURA 
Componentes básicos estruturais: 
 
 conjunto de organismos vivos (biocenose) 
+ 
 o meio no qual esses organismos estão 
interagindo (biótopo) 
 
ESTRUTURA 
• Componentes abióticos: 
 
 Substâncias inorgânicas (particuladas, 
dissolvidas). 
 Substâncias orgânicas (particuladas e 
dissolvidas). 
 Clima (temperatura, luz, regime de chuvas, 
ventos, etc). 
 Substrato físico (ar, água e solo). 
ESTRUTURA 
 Componentes bióticos: 
 
• Produtores – autótrofos. 
• Consumidores primários – herbívoros. 
• Consumidores secundários – 
carnívoros. 
• Consumidores mistos – onívoros. 
• Decompositores – heterotróficos. 
• Bactérias e protozoários, que se 
alimentam de materiais residuais. 
 
ESTRUTURA 
 Em um ecossistema, cada espécie possui 
seu Habitat e seu Nicho Ecológico. 
 
Habitat 
 Local ocupado pela espécie, com todas as 
suas características abióticas. É o endereço 
de uma espécie. 
Nicho Ecológico 
 
 É a função da espécie dentro do conjunto 
do ecossistema e suas relações com as 
demais espécies e com o ambiente. Seria a 
profissão da espécie: 
 
•Fontes de energia, taxas de crescimento 
e metabolismo, seus efeitos sobre 
outros organismos e sua capacidade de 
modificar o meio em que vive. 
 
ESTRUTURA 
•Num ecossistema equilibrado, cada 
espécie possui um nicho diferente do 
que outras espécies, caso contrário 
haverá competição entre espécies que 
possuem o mesmo nicho. 
 
•Equivalentes Ecológicos: são espécies 
que ocupam nichos semelhantes, em 
regiões distintas. 
 
ESTRUTURA 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Aspectos funcionais: 
 
 Fluxo de energia; 
 Cadeias alimentares; 
 Diversidade (tempo e espaço); 
 Ciclos de nutrientes; 
 Sucessão e evolução; 
 Controle. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Fluxo de energia 
 
 Níveis tróficos: 
 
 - Autotrófico 
 - Heterotrófico 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Autotrófico 
 
 
 
Fixação de energia luminosa. 
Utilização de substâncias inorgânicas simples. 
Síntese de substâncias orgânicas complexas. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Heterotróficos: organismos responsáveis 
pelo uso, elaboração de novas substâncias 
orgânicas e decomposição da matéria 
orgânica. 
 
• O estudo das interações tróficas é essencial 
para o entendimento do que se passa dentro 
de um ecossistema. 
 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• FOTOSSÍNTESE 
 
 São enormes as quantidades de energia que 
as plantas "armazenam" através da 
fotossíntese. 
 
 Florestas tropicais, por exemplo, 
"armazenam" durante um ano, cerca de 8 mil 
quilocalorias por metro quadrado de floresta, 
ou seja 8 trilhões de quilocalorias por 
quilômetro quadrado (8.109 kcal/km2). 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
 A capacidade de produção de energia de uma 
usina hidrelétrica como, por exemplo, a de 
Barra Bonita, no Rio Tietê, é de cerca de 140 
MW (megawatt). 
 
 Uma quantidade equivalente a essa seria 
armazenada por 1 km2 de floresta, 
absorvendo energia luminosa por duas 
horas e meia. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Uma das formas mais tradicionais de se 
estudar a ecologia trófica está na 
identificação das rotas alimentares dentro 
dos ecossistemas: 
a) Cadeias alimentares. 
b) Redes ou teias tróficas. 
c) Pirâmides energéticas. 
d) Matrizes tróficas. 
 
ENERGIA E FLUXO DE MATÉRIA ORGÂNICA 
 
C0C0 C0C022 Biomassa Biomassa 
Níveis tróficos 
Níveis tróficos 
Níveis tróficos 
Matéria Orgânica 
(C-org) 
Minerais 
Energia Energia 
11 
22 
33 
44 
44 
CH4 CH4 5 
1. Fotossíntese 
2. Cadeia Alimentar 
3. Decomposição 
4. Respiração/Mineralização 
5. Respiração anaeróbia 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
Biodiversidade 
• Deve incluir toda a variedade de organismos, 
desde as variedades que ocorrem dentro de 
uma mesma espécie até as variedades 
existentes entre táxons superiores. 
• Considera-se, também, a variedade e sub-
gradações de ecossistemas, a qual abrange 
tanto as comunidades de organismos em um 
ou mais habitats quanto as condições físicas 
sob as quais eles vivem. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
Energia 
• É a capacidade de realizar trabalho. Esta 
capacidade pode-se manifestar sob várias 
formas: radiação eletromagnética, energia 
potencial ou incorporada, energia cinética, 
energia química (dos alimentos) e calor. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• Os organismos vivos possuem uma 
característica termodinâmica essencial: eles 
conseguem criar e manter um alto grau de 
ordem interna, ou uma condição de baixa 
entropia, que é obtido através de processos 
biológicos contínuos e eficientes de 
dissipação. 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
Os ecossistemas resistem as mudanças, são 
auto-reguladores (HOMEOSTASE). 
 
• Hipótese de Gaia (a terra seria um organismo 
vivo). 
• Todaa massa de matéria viva da Terra 
funciona como um vasto organismo que 
ativamente modifica o seu planeta para 
produzir o ambiente que melhor serve as 
suas necessidades. 
 
ASPECTOS FUNCIONAIS 
• A luz solar que atinge o topo da biosfera 
terrestre chega a uma taxa constante, a 
chamada constante solar (1.94 cal/cm2.min). 
Um máximo de 67% da constante solar (~ 
1.34 cal/cm².min) pode atingir a superfície 
terrestre. 
 
SUCESSÃO ECOLÓGICA 
• É a substituição seqüencial de espécies 
em uma comunidade; compreende todas as 
etapas desde a colonização das espécies 
pioneiras até o clímax. 
• Para cada ambiente há um tipo de 
comunidade clímax possível. 
• O clímax de uma sucessão que leva ao 
aparecimento de um deserto é diferente do 
clímax que origina uma floresta. 
 
SUCESSÃO ECOLÓGICA 
• Mas é considerado clímax porque é o 
desenvolvimento máximo que as condições 
físicas daquela região permitem. 
• Sucessão ecológica é primária quando tem 
início num terreno novo, totalmente 
desabitado. 
• Sucessão ecológica secundária quando a 
sucessão se faz a partir de uma comunidade 
antiga. 
SUCESSÃO ECOLÓGICA 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmides ecológicas representam, 
graficamente, o fluxo de energia e matéria 
entre os níveis tróficos no decorrer da cadeia 
alimentar. Para tal, cada retângulo 
representa, de forma proporcional, o 
parâmetro a ser analisado. 
 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de números 
 
Representa a quantidade de indivíduos em 
cada nível trófico da cadeia alimentar 
proporcionalmente à quantidade necessária 
para a dieta de cada um desses. 
 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de números 
CAPIM 
GAFANHOTO 
PARDAL 
COBRA 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de biomassa 
 
 Relaciona a quantidade de matéria orgânica 
disponível em cada nível trófico por unidade 
de área, em um determinado momento. 
 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de biomassa 
ALFAFA=8t 
BOI=1t 
HOMEM=7OKg 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de energia 
 
Retrata, para cada nível trófico, a quantidade 
de energia acumulada, em uma determinada 
área ou volume, em um intervalo de tempo. 
Dessa forma, representa a produtividade do 
ambiente em questão. 
 
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
• Pirâmide de energia 
PRODUTOR 
CONS. PRIM. 
CONS.SEC. 
Fluxo de energia e ciclo da matéria 
no ecossistema 
Produtores 
primários 
E 
consumidores 
primários 
(herbívoros) 
Energia Radiante 
E 
Carnívoros E 
Consumidores 
Terciários 
(carnívoros) 
Consumidores 
secundários 
(carnívoros) 
E 
Consumidores 
primários 
(detritívoros) E 
Cadeia de Pastagem 
Cadeia de Detrito 
 
Detritos 
 E 
E 
 
Decompositores 
 
nutrientes 
 
Cadeia alimentar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Produção Primária 
 Ambientes Aquáticos: Bactérias, 
Cianobactérias e Algas 
Ambientes Terrestes: Plantas 
• Consumidores 
Ordens (cadeias e interações) 
Decompositores e Detritívoros 
Matéria orgânica – ciclo. 
 
 
Cadeia alimentar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Bioacumulação, Bioamplificação ou 
Biomagnificação. 
Compostos inorgânicos: Ex. metais pesados. 
Compostos Orgânicos: Ex. pesticidas 
(Agrotóxicos) inseticidas, larvicidas 
(Acúmulo em tecidos adiposos). 
 
 
Radiação solar 
• A radiação solar sofre consideráveis 
modificações qualitativas e quantitativas ao 
atravessar a atmosfera terrestre. 
• Tais modificações são influenciadas por 
vários fatores dentre eles a topografia, a 
latitude, o clima bem como composição 
gasosa da atmosfera. 
• A água e o gás carbônico absorvem 
ativamente a radiação na faixa do infra-
vermelho. 
 
Ecossistemas de água doce 
• Ecossistemas de águas “paradas” ou 
lênticos (lenis = calmo). 
 
 -Ambiente aquático em que a massa de 
água é parada. 
 -Lagos, pântanos. 
– Construídos: reservatórios 
• Ecossistemas de água corrente ou 
lóticos (lotus = lavado). 
 
 -Ambiente aquático em que a massa de 
água é corrente. 
 -Rios, nascentes, corredeiras. 
Ecossistemas de água doce 
• Ecossistemas alagados (áreas 
alagadas naturais). 
• Onde os níveis de água flutuam para 
cima e para baixo (sazonalmente ou 
anualmente). 
 
– Brejos e pântanos 
– Wetlands 
 
 
Ecossistemas de água doce 
Luz em sistemas aquáticos 
• A luz é energia, capaz de realizar trabalho e de ser 
transformada de uma forma em outra, mas não 
pode ser destruída. 
• A luz que incide em um lago depende de: 
 Latitude 
 Estação do ano 
 Ângulo de inclinação do sol (Hora do dia) 
 Altitude 
 Condições meteorológicas 
Dinâmica do Ecossistema Lacustre 
• Processo de produção e consumo de oxigênio num 
lago estratificado. 
Impactos ambientais de ações antrópicas 
1. Acumulo de DDT e metais pesados na cadeia alimentar. 
2. Eutrofização de corpos receptores. 
3. Contaminação de lençóis freáticos. 
4. Agrotóxicos. 
5. Ecossistemas costeiros: Metais pesados em 
sedimentos. 
6. Amazônia: Desmatamento e garimpos. 
7. Pantanal: Projetos Agropecuários sem sustentabilidade. 
 
EROSÃO 
EROSÃO 
PERSISTÊNCIA DA VIDAPERSISTÊNCIA DA VIDA 
DESERTO 
QUEIMADAS