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CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 1 Ciências do Ambiente e Sustentabilidade Aula 2 Professora Cristiane Burmester CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 2 Conversa inicial Olá, aluno! Seja bem-vindo à segunda aula de Ciências do Ambiente e Sustentabilidade! Veja os assuntos que iremos estudar: Introdução à ecologia e conceitos básicos A biosfera, os Ecossistemas e os Biomas E também os Ciclos Biogeoquímicos Preparado!? Então, vamos começar! A professora Cristiane nos traz mais detalhes sobre a aula de hoje! Confira no material on-line! Contextualizando Conforme vimos na primeira aula, para que o engenheiro possa atuar em sua especialidade, porém de forma multidisciplinar, isto é, levando em consideração também aspectos ambientais importantes para o nosso planeta, como a preservação do meio ambiente, e o controle e a solução de problemas já existentes, ele deve possuir certos conhecimentos básicos necessários para se desenvolver esta capacidade multidisciplinar de atuação profissional. Os temas que serão vistos nesta aula, relativos à ecologia, fazem parte deste grupo de conhecimentos e são muito importantes para embasar as análises de problemas ambientais. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 3 Tema 1: Introdução à ecologia e conceitos básicos A ecologia é o estudo científico das interações entre os seres-vivos e o seu ambiente. A palavra é derivada do grego “oikos”, que significa casa, ambiente, lugar onde se vive, e “logos”, que quer dizer estudo, ciência. No sentido literal, ecologia seria o estudo dos seres vivos em sua casa, no seu ambiente. A ecologia procura compreender como os organismos interagem com outros organismos e com os componentes não vivos, como a luz, o solo, a água e o ar, presentes no meio ao seu redor. No início, a ecologia considerava as espécies individualmente, o que deu origem à autoecologia. Hoje, a autoecologia é a parte da ecologia que estuda o comportamento de um organismo individual ou de uma dada espécie aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e respectivas adaptações ao ambiente. Posteriormente, foi percebida a importância das relações entre as diversas espécies, surgindo assim a sinecologia, que passou a ser a parte da ecologia que estuda as interações entre as diferentes espécies que ocupam um mesmo ambiente, como se inter-relacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente. Na natureza existem níveis ecológicos de organização, os quais evoluem do mais simples para o mais complexo, dos organismos individuais para as populações, para as comunidades, para os ecossistemas, e finalmente, para a biosfera. Este conceito de níveis de organização dos seres vivos é uma das melhores formas de se entender o campo de estudo da ecologia moderna. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 4 Veja mais detalhes aqui: 1. No primeiro nível, representado pelos indivíduos, é importante conhecer o conceito de espécie. As espécies são um grupo de organismos individuais que são potencialmente capazes de cruzamento sob condições naturais. Organismos da mesma espécie, apesar de serem semelhantes, podem ter características físicas ou de conduta diferentes. Exemplo de espécie: Homo sapiens. 2. No segundo nível estão as populações que são grupos de indivíduos da mesma espécie que ocupam uma determinada área num determinado período de tempo. Cada espécie pode ter múltiplas populações. Nesse nível outro conceito importante é o de capacidade de suporte, que corresponde ao tamanho máximo de uma população que pode ser sustentada em uma determinada área. Exemplo de população: população de onças no pantanal. 3. O terceiro nível engloba as comunidades, ou seja, o conjunto de populações de várias espécies vivendo na mesma área num determinado período. Exemplo de comunidade: comunidade em um oceano formada por peixes, algas, plantas, e outros organismos. 4. No quarto nível aparecem os ecossistemas que são o resultado da interação entre as comunidades e os elementos abióticos de uma área específica, funcionando como uma unidade. Os elementos abióticos são elementos físicos e químicos do ambiente como luz, temperatura, vento, solo, umidade pH, salinidade, etc. Exemplos de ecossistema: lago, florestas, desertos, etc. 5. E no quinto nível, em termos de níveis organizacionais, a biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta Terra, ou seja, é um sistema que inclui todos os organismos vivos do planeta interagindo com o ambiente físico como um todo. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 5 Vá até o material on-line e assita ao vídeo que traz exemplos dos níveis organizacionais da ecologia. Meio ambiente Para a ecologia, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas, químicas e biológicas que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. O meio ambiente é sempre heterogêneo e segue variando de um local para outro, o que dá origem a agrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos (comunidades) interferem na composição do meio e são beneficiados ou prejudicados com essas transformações. Sendo assim, o meio ambiente evolui, para melhor ou para pior, conforme a espécie considerada. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 6 Por exemplo... Se considerarmos um lago que recebe adubo proveniente de projetos agrícolas da vizinhança, podemos considerar que a população de algas será favorecida, aumentando as suas possibilidades de desenvolvimento, pela maior oferta de nitratos e fosfatos. Por outro lado, os peixes terão suas possibilidades de desenvolvimento limitadas pela redução do oxigênio, ocasionada pela grande proliferação de algas, e como resultado podem morrer asfixiados. Neste caso o meio ambiente melhorou para as algas e piorou para as populações de peixes. O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. Estas mudanças são provocadas pelo clima, pelos seres vivos e pelas próprias atividades humanas, os quais são influenciados por essas modificações, gerando novas alterações. Esta é a essência da evolução. Alguns seres vivos são incapazes de adquirir os recursos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem constantemente melhores formas de adaptação aos problemas do ambiente mutante. Diz-se que estes evoluíram. O meio ambiente é o conjunto de possibilidades físicas, químicas e biológicas para cada indivíduo (espécie) de uma comunidade. Neste sentido, a espécie Homo sapiens, entre milhões de espécies da Terra, tem sido o foco de toda atenção da ciência ecológica, dada a sua capacidade de transformar as condições ambientais, em nome da qualidade de vida humana. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 7 Hábitat e nicho ecológico Dentro do meio ambiente, cada espécie considerada tem um ‘endereço’ (hábitat) e desenvolve uma ‘profissão’ (nicho ecológico). O hábitat de um organismo é o local onde ele vive; ou ainda, é o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas, que são nutrição, proteção e reprodução. O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade, ou seja, como ela faz para satisfazer as suas necessidades. As algas,por exemplo, têm o seu hábitat na água superficial de um lago, e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria orgânica através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns animais. Exemplo de hábitat: as savanas africanas são o habitat natural do elefante africano. Exemplo de nicho ecológico: o leão atua como predador devorando grandes herbívoros. Teoricamente, o hábitat seria aquele ambiente em que as condições ambientais atingem o ponto ótimo e uma espécie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja, consegue desenvolver o seu potencial biótico. Porém, como já falamos na primeira aula, a reprodução sem oposição não pode manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o ambiente se encarrega de controlar o crescimento da população através da resistência ambiental. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 8 A resistência ambiental compreende todos os fatores, tais como fome, enfermidades, alterações climáticas e competição, que impedem o desenvolvimento do potencial biótico. O processo funciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta também a resistência ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da densidade populacional. A interação entre o potencial biótico e a resistência ambiental resulta num aumento ou numa diminuição do número total de organismos de uma população. O hábitat é, então, a região onde a resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela encontra melhores possibilidades de sobrevivência. Agora é com a professora Cristiane! Confira no vídeo do material on-line! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 9 Tema 2: A biosfera A biosfera é definida como sendo a região do planeta que contém todo o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível, ou de outro ponto de vista, é o ambiente capaz de satisfazer às necessidades básicas dos seres vivos de forma permanente. Na biosfera estão incluídos a superfície da Terra, rios, lagos, mares e oceanos, e parte da atmosfera. Na verdade, a biosfera corresponde a uma delgada casquinha em torno do planeta, uma vez que as condições de vida vão diminuindo à medida que nos afastamos da superfície, até que cessam a, aproximadamente, 8 km acima do nível do mar e a 9 km abaixo deste. No total a biosfera tem cerca de 17 km de espessura. Para satisfazer as necessidades dos seres vivos são necessárias a presença de água, luz, calor e matéria, bem como a ausência de condições prejudiciais à vida como substâncias tóxicas, radiações ionizantes e variações extremas de temperatura. A biosfera apresenta todas essas condições, possui uma fonte externa de luz e calor (sol), água que chega a cobrir 71% da superfície do planeta e substâncias minerais em contínua reciclagem nos seus vários ambientes. Apresenta ainda um escudo contra radiações ionizantes provenientes do sol (camada de ozônio) e grandes massas de água que se encarregam de manter a temperatura média do planeta em torno dos 15 ºC. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 10 A biosfera pode ser dividida em três regiões físicas distintas: Litosfera - Camada superficial sólida da Terra, constituída de rochas e solos, acima do nível das águas. Compreende 25% da biosfera, apresenta variações de temperatura, umidade, luz, etc. e possui enorme variedade de flora e de fauna Hidrosfera - Representada pelo ambiente líquido: rios, lagos e oceanos. Recobre 71% da superfície total do planeta, apresenta condições climáticas bem mais constantes do que na litosfera, salinidade variável e possui menor variedade de plantas e de animais que a litosfera Atmosfera - Camada gasosa que circunda toda a superfície da Terra, envolvendo, portanto, os dois ambientes acima citados A figura a seguir ilustra todas as regiões que compõem a biosfera. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 11 A biosfera caracteriza-se por ser uma estrutura muito complexa. A sua composição é resultado de fenômenos físicos associados à própria atividade biológica que ocorre na biosfera há milhares de anos. As atividades de nutrição e de respiração das plantas, dos animais e dos microrganismos que habitam o solo e as águas: 1. Alteram quimicamente a composição do ar atmosférico devido ao fato de consumirem alguns gases que o compõem e produzirem outros. 2. Modificam a estrutura do solo, por cavarem buracos e galerias ou por produzirem alterações químicas do meio. 3. Modificam a composição da água em virtude das trocas de alimentos e compostos químicos que realizam no seu interior. A Energia A fonte de energia da biosfera é o sol que, além de iluminar e aquecer o planeta, fornece energia para a síntese de alimento. A energia solar também é responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos, pois determina o clima e o tempo nos sistemas de distribuição de calor e água na superfície do planeta. Dos 100% de energia solar enviada para a Terra, somente 51% conseguem atingir a sua superfície, sendo 25% energia direta e 26% difusa. Dos 100% iniciais, 19% é perdida por absorção pelas moléculas de oxigênio e ozônio da radiação ultravioleta na estratosfera, 6% é perdida por difusão da luz solar de menor comprimento de onda, 24% é perdida por reflexão (20% nas nuvens e 4% na superfície). CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 12 A distribuição da Energia Solar na Terra A energia solar que toca a superfície da terra é uma ação conjunta de radiações distintas. Do aspecto ecológico, somente as radiações infravermelhas, as visíveis e as ultravioletas são bem conhecidas quanto aos seus efeitos. As radiações infravermelhas, apesar de serem absorvidas em grande parte pelo vapor d'água atmosférico, exercem poderosa influência sobre os seres vivos, dando também origem a fenômenos meteorológicos como o vento. As radiações ultravioletas têm importância na formação da vitamina D, necessária aos seres vivos. A grande maioria desses raios é absorvida pela camada de ozônio presente na atmosfera terrestre. As radiações visíveis constituem a parte do espectro solar indispensável à vida: a luz solar se relaciona fundamentalmente com a produção de alimentos. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 13 Todos os processos energéticos da biosfera obedecem às duas leis da termodinâmica. A primeira lei estabelece que “a energia do universo é constante”, ou seja, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. A segunda lei diz que “a entropia no universo tende ao máximo”, ou seja, a cada transformação a energia passa de uma forma mais organizada e concentrada a outra menos organizada e mais dispersa. As duas leis podem ser observadas no fluxo contínuo e num único sentido da energia solar na biosfera: a energia luminosa é captada pelas plantas e transformada em energia química ou absorvida pela água, ar e solo e, posteriormente, em ambos os casos, transformada em energia calorífica que é irradiada para o espaço. Atividades humanas e desequilíbrios na biosfera A qualidade da biosfera sofre alterações devido a atividades humanas. As indústrias e o uso dos veículos movidos a combustíveis alteram a composição da atmosfera, os resíduos lançados pelos esgotos das fábricas e das casas alterama composição da hidrosfera; a disposição inadequada do lixo, dos entulhos de construção, dos rejeitos da mineração, dos inseticidas, dos adubos, etc., altera a composição da litosfera. Entretanto, existem atividades humanas que podem ser benéficas para a biosfera, melhorando as condições de vida ou de desenvolvimento, como por exemplo: a adubação e a irrigação do solo, aumentando nele a quantidade de elementos nutritivos e água, necessários ao crescimento das plantas. O equilíbrio entre todas essas atividades e o conhecimento das relações entre as espécies de animais e vegetais que habitam diferentes locais da biosfera são indispensáveis para se manter as características do meio em que vivemos. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 14 Sobre a Biosfera a professora Cristiane tem mais detalhes... Condira no vídeo do material on-line! Dica de Leitura Leia o item 3.2 do capítulo 3 – ‘Ecossistemas’ do livro base “Introdução à Engenharia Ambiental”. Faça a busca do livro na biblioteca virtual. Saiba Mais Curiosidade: Leia o texto escrito pelo Greenpeace logo abaixo para compreender melhor a fragilidade da biosfera e refletir sobre o comportamento da espécie Homo sapiens. “A Terra tem 4,6 bilhões de anos, se condensarmos esse espaço de tempo num conceito compreensível, poderíamos comparar a Terra a uma pessoa que neste momento estaria completando 46 anos. Nada sabemos dos 7 primeiros anos de vida dessa pessoa e mínimas são as informações sobre o longo período de sua juventude e maturação. Sabemos, no entanto, que foi aos 42 anos que a terra começou a florescer. Os dinossauros e os grandes répteis surgiram há um ano, quando o planeta tinha 45 anos. Os mamíferos apareceram há apenas oito meses e na semana passada os primeiros hominídeos aprenderam a caminhar eretos. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 15 No fim dessa semana a Terra ficou coberta com uma camada de gelo, mas abrigou em seu seio as sementes da vida. O homem moderno tem apenas quatro horas de existência e faz uma hora que descobriu a agricultura. A Revolução Industrial iniciou há um minuto. Durante esses sessenta segundos da imensidão do tempo geológico, o homem fez do paraíso um depósito de lixo. Multiplicou-se como praga, causou a extinção de inúmeras espécies, saqueou o planeta para obter combustíveis; armou-se até os dentes para travar, com suas armas nucleares inteligentes, a última de todas as guerras, que destruirá definitivamente o único oásis da vida no sistema solar. A evolução natural de 4,6 bilhões de anos seria anulada num segundo pela ação do animal inteligente que inventou o conhecer. Será esse o nosso destino?” CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 16 Tema 3: Ecossistemas A unidade básica no estudo da ecologia é o ecossistema. Os vegetais, animais e microrganismos que vivem numa região (elementos bióticos) e constituem uma comunidade estão ligados por uma rede de relações que inclui o meio físico (elementos abióticos) e a própria comunidade. O conjunto de elementos necessários para as atividades dos seres vivos que formam o meio físico é chamado de biótopo, enquanto o conjunto de seres vivos se denomina biocenose. Estes componentes físicos e biológicos formam o ecossistema, que pode ser definido como unidade funcional básica composta de uma biocenose e um biótopo. As dimensões dos ecossistemas são as mais variadas possíveis, podendo se escolher uma unidade maior ou menor para estudo conforme convém. Podemos considerar como ecossistema uma floresta inteira (macroecossistema) ou uma simples planta como a bromeliácea (microecossistema). Nos ecossistemas existem diversos fenômenos e fatores que delimitam e definem a sua composição, tais como a composição física e química do meio e a presença de seres vivos. Eles caracterizam-se por uma interdependência não somente nas relações alimentares, mas também na reprodução e proteção. Desse modo, o ecossistema pode ser dividido em dois conjuntos amplos de elementos, os bióticos, que são os seres vivos, e os abióticos, ou seja, matéria inorgânica ou sem vida (água, ar e solo). O conjunto dos componentes bióticos compõe a biocenose e dos componentes abióticos o biótopo. Os componentes abióticos de um ecossistema são representados por fatores físicos, como luminosidade, temperatura, ventos, umidade, etc., e por fatores químicos, como a quantidade relativa dos diversos elementos químicos presente na água e no solo. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 17 Os componentes bióticos podem ser agrupados em três categorias funcionais: produtores, consumidores e decompositores. 1. Os produtores são todos os organismos autótrofos, isto é, os seres capazes de sintetizar seu próprio alimento, sendo, portanto, autossuficientes. São constituídos principalmente por plantas verdes que realizam fotossíntese, e, em menor quantidade, por bactérias que realizam quimiossíntese. 2. Os consumidores dos ecossistemas são os heterótrofos, isto é, os seres incapazes de sintetizar seu alimento e que, para obtenção de energia, utilizam- se do alimento sintetizado pelos autótrofos. São constituídos principalmente por animais que se alimentam de outros seres vivos. Podem ser subdivididos em: a) Consumidor primário (herbívoro), que utiliza diretamente o vegetal (Ex.: veado, gafanhoto, coelho e muitos peixes) b) Consumidor secundário (carnívoro), que obtém seu alimento de consumidores primários (Ex.: leão, cachorro, cobra e espécies carnívoras de peixes); c) Consumidor misto (onívoro), que não faz discriminação pronunciada em sua preferência alimentar entre produtores e outros consumidores (Ex.: homem, urso e alguns peixes). 3. Os decompositores também são heterótrofos, porém se alimentam de materiais residuais (excreções, cadáveres, etc.), transformando-os em substâncias inorgânicas simples utilizáveis pelos produtores (Ex.: bactérias e fungos sapróvoros). Os decompositores possuem uma função tão vital quanto a dos autótrofos, pois se não houvesse decompositores, o nosso planeta seria um amontoado de ‘lixo’. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 18 Cadeias Alimentares Todos os consumidores da biosfera obtêm energia e nutrientes para satisfazer as suas necessidades, comendo plantas, ou comendo outros animais que comeram plantas, ou comendo animais que comeram animais que comeram plantas, e assim por diante. Dessa forma, embora os ecossistemas variem muito em proporção e em aparência, todos têm uma mesma estrutura de funcionamento, apresentando um fluxo de energia e um ciclo de matéria da mesma forma que na biosfera, como pode ser visto aqui na figura: A este sistema, onde existe um fluxo de energia e de nutrientes interligados, dá- se o nome de cadeia alimentar. Uma cadeia alimentar pode ser definida como o caminho seguido pela energia no ecossistema, desde os vegetais fotossintetizantes até diversos organismos que deles se alimentam e servem de alimento para outros, ou de forma simplificada, como uma sequência de seres vivos unidos pelo alimento. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 19 Uma forma de representar cadeias alimentares é ligando o nome dos organismos com setas, as quais indicam o caminho percorrido pela matéria nos ecossistemas. Esta representação classifica os organismos de acordo com o nível tróficoque ocupam. Por definição o primeiro nível trófico pertence ao produtor, com uma exceção para as cadeias alimentares do solo, que se iniciam com restos de vegetais e animais mortos. O último nível trófico, por sua vez, é ocupado pelos decompositores. Exemplos de cadeias alimentares: Plantas → insetos → pássaros → gavião (Cadeia de Predadores) Plantas → pulgões → protozoário (Cadeia de Parasitas) Folhas → fungos → vermes (Cadeia de Decomposição) Num ecossistema, as relações de transferência de matéria e energia não são tão simples como nas cadeias alimentares. As cadeias alimentares não são sequências isoladas, mas sim fortemente interligadas, constituindo teias que unem entre si predadores e presas, parasitas e hospedeiros, formando estruturas mais complexas denominadas teias ou redes alimentares. Isso porque um mesmo produtor pode ser consumido por diferentes tipos de herbívoros, os quais podem servir de alimento a diversos carnívoros diferentes. Numa teia alimentar, um organismo pode ocupar diferentes níveis tróficos. Isso se torna vantajoso para a comunidade, uma vez que um organismo passa a ter várias opções de alimento, fato que confere maior estabilidade à estrutura e, consequentemente, ao ecossistema. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 20 Produtividade nos Ecossistemas A produtividade significa a quantidade de matéria orgânica produzida ou de energia fixada pelos produtores, que é transferida para os consumidores ao longo das sequencias alimentares, podendo ser expressa em unidades de massa ou de energia. Em termos de energia, as calorias incorporadas em cada nível trófico denominam-se, entre outras: Produção primária (PP) Produção secundária (PS) Produção terciária (PT) Denomina-se produção primária bruta (PPB ou PB), a quantidade de energia fixada pelas plantas no processo de fotossíntese em um período fixo de tempo. Parte dessa energia é utilizada pelos produtores para sua automanutenção através do processo de respiração. A outra parte desta energia produzida é incorporada à biomassa vegetal e torna-se utilizável como alimento aos consumidores. A esta parte utilizável damos o nome de produção primária líquida (PPL ou PL). A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada na forma de calor ou perdida na matéria excretada. Somando-se os valores totais da energia dissipada e da produção líquida, obtemos a produtividade do ecossistema. A produtividade média nas cadeias alimentares é estimada em torno de 10%, ou seja, a cada nível trófico são incorporados cerca de 10% da energia proveniente do nível trófico precedente. Assim, PS = 10% PL, PT = 10% PS, sucessivamente. Quanto maior o nível trófico do organismo, menor a quantidade de energia disponível. Tal fato limita o número de níveis de uma cadeia, o qual é atingido quando os organismos não obtêm energia suficiente para manterem-se vivos e reproduzirem-se. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 21 Pela razão citada, a maioria das cadeias apresentam quatro a cinco níveis tróficos. Consequentemente, quanto mais próximo da base de produção, maior a disponibilidade de energia e, portanto, maior quantidade de organismos poderá ser mantida com a produção primária do ecossistema. A produtividade dos vários ecossistemas da biosfera não se distribui casualmente. Ela está limitada pelo clima, distribuição de nutrientes, luz e água. Dúvidas? A professora Cristiane pode nos ajudar... Confira o vídeo lá no material on-line! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 22 Tema 4: Biomas Cada região do planeta possui características próprias, desenvolvendo-se nela flora e fauna típicas, terrestres ou aquáticas, constituindo ecossistemas. A forma mais comum de estudar os ecossistemas é através da identificação de formações vegetais, associando-se a estas os animais, como uma unidade biótica. Cada combinação distinta de plantas e animais é chamada bioma. A biosfera é constituída de dois tipos de biomas: os aquáticos e os terrestres. Biomas aquáticos Os biomas aquáticos podem ser de água doce ou de água salgada. Os ecossistemas de água salgada (mares e oceanos) têm como principais características: Tamanho (71% da superfície do planeta) Salinidade (35 gramas de sal/litro) Marés Correntes Temperatura (-2 ºc a 32 ºc) Profundidade Luminosidade Os ecossistemas de água doce (rios, riachos, lagos, lagoas, represas) têm como principais características: Temperatura Turbidez Tensão superficial Movimentos das águas Gases (O2 e CO2) CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 23 Os ecossistemas de água doce podem ser divididos em dois grupos: Ecossistemas Lênticos ou de água parada, como os lagos, as lagoas, as represas e os pântanos; Ecossistemas Lóticos ou de água em movimento, como as nascentes, os córregos, os riachos e os rios. Os biomas aquáticos são formados por comunidades de seres vivos que vivem na água, seja doce ou salgada, de forma adaptada às condições ecológicas do local. Os principais tipos de seres vivos que habitam os biomas aquáticos estão listados abaixo. Plânctons: são organismos microscópicos flutuantes, que se deixam levar pelas correntes, e habitam a superfície da água. Dividem-se em fitoplâncton (algas unicelulares) e zooplâncton (pequenos animais aquáticos). Bentos: são organismos que vivem próximos ou fixos ao fundo, sobre outros organismos. Os corais, por exemplos, vivem de forma fixa. Já os caranguejos, vermes marinhos e alguns moluscos vivem próximos ao substrato, porém se movimentam. Néctons: são os organismos capazes de se locomover livremente pela coluna de água dos mares e oceanos. Exemplos: peixes, tartarugas, mamíferos marinhos. As tabelas apresentadas a seguir mostram três tipos de classificações diferentes dos ecossistemas aquáticos, baseadas nos seguintes aspectos: quantidade de nutriente, temperatura e quantidade de luz solar. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 24 Classificação baseada na QUANTIDADE DE NUTRIENTES Classificação baseada na TEMPERATURA Classificação baseada na QUANTIDADE DE LUZ SOLAR CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 25 Biomas terrestres Os biomas terrestres têm o clima (temperatura e precipitação) e o solo como principais responsáveis pela sua formação. Representam aproximadamente 30% da biosfera e apresentam grandes variações de temperatura, umidade, luz, pressão, etc., bem como grande variedade da flora e da fauna, que dão origem aos mais variados tipos de ecossistemas: florestas, campos, montanhas, desertos, mangues, praias, ilhas, solos e cavernas. Com base nestes tipos de ecossistemas, podemos encontrar na biosfera os seguintes biomas terrestres: CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 26 Na tabela a seguir estão apresentados os tipos de ecossistemas terrestres e suas características predominantes. Clique aqui> http://ccdd.uninter.com/dev/designer/kelly/ccdd_grad/engProd/cienciasA mbSustentabilidade/a2/ecossistema.pdf No Brasil, devido às suas dimensões continentais, associadas à grandevariedade de fatores ecológicos combinados, existe uma grande diversidade de paisagens, que se apresentam nas várias regiões Norte, Nordeste, Sul, etc. São biomas brasileiros: Cerrado, Caatinga, Pantanal, Floresta Atlântica, Mata de Araucárias, Campos, Banhados, Cocais, Mangues, Restingas e Floresta Amazônica. A professora Cristiane entende tudo de Biomas... Veja no vídeo do material on-line! Dica de Leitura Leia o item 3.7 do capítulo 3 – ‘Ecossistemas’ do livro base “Introdução à Engenharia Ambiental”. Faça a busca do livro na biblioteca virtual. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 27 Tema 5: Os Ciclos Biogeoquímicos Os ciclos biogeoquímicos são trajetórias cíclicas de elementos químicos que circulam na biosfera, partindo do ambiente inanimado para os organismos e voltando ao meio original. O termo é derivado do fato de que os organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição dos elementos (bio), o meio terrestre é a fonte dos elementos (geo), e os elementos do ciclo são químicos (químicos). Em qualquer ecossistema existem tais ciclos. A biogeoquímica é, portanto, a ciência que estuda a troca ou o fluxo de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera. Em qualquer ciclo biogeoquímico existe a retirada do elemento ou substância de sua fonte, sua utilização por seres vivos e posterior devolução para a sua fonte. Dos aproximadamente 90 elementos existentes na natureza, entre 30 e 40 são essenciais à vida de organismos. Todos os elementos, essenciais ou não, apresentam ciclos biogeoquímicos definidos. Dentre os principais elementos essenciais, podemos citar: Carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O), o nitrogênio (N) e o fósforo (P), além do enxofre (5), do cloro (CI), do potássio (K), do sódio (Na), do cálcio (Ca), do magnésio (Mg) e do ferro (Fe). Podemos citar também o alumínio (AI), o boro (8), o cromo (Cr), o zinco (Zn), o molibdênio (Mó), o vanádio (V) e o cobalto (Co). Para a ecologia, o fator mais importante de um ciclo biogeoquímico constitui-se no fato de que os componentes bióticos e abióticos aparecem intimamente entrelaçados. Todos os ciclos biogeoquímicos incluem seres vivos. Os ciclos biogeoquímicos cessariam se não houvesse a vida, assim como a vida se extinguiria sem os ciclos biogeoquímicos. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 28 As seguintes características podem ser observadas nos ciclos biogeoquímicos: Depósito "geológico" (atmosfera ou litosfera) Seres vivos (vegetais, animais e microrganismos) Câmbios químicos Movimento do elemento químico desde o meio físico até os organismos e seu retorno ao meio Os ciclos biogeoquímicos podem dividir-se em dois grupos básicos: Ciclos gasosos: o reservatório geológico é a atmosfera, onde encontram-se os depósitos. Exemplos: ciclo do carbono, do oxigênio e do nitrogênio. São ciclos relativamente rápidos e fechados, onde não existe quase nenhuma perda de elementos durante o processo de recirculação. Ciclos sedimentares: o reservatório geológico é a litosfera, mais especificamente, as rochas sedimentares. Exemplo: o ciclo do fósforo e do enxofre. São considerados ciclos lentos, uma vez que os depósitos sedimentares são pouco acessíveis aos organismos. Para que os elementos cheguem até os organismos, as rochas devem ser intemperizadas e, posteriormente, transportadas ao solo. Os dois tipos de ciclo descritos acima se referem ao ciclo dos elementos vitais, entretanto há outro ciclo importante que se refere ao ciclo de um composto vital: a água. Dessa maneira, identificamos o ciclo hidrológico ou da água. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 29 Quer mais detalhes? Confira o infográfico que está no material on-line! E depois assista ao vídeo da professora Cristiane... Dica de Leitura Leia o capítulo 4 – ‘Ciclos Biogeoquímicos’ do livro base “Introdução à Engenharia Ambiental”. Faça a busca do livro na biblioteca virtual. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 30 Na Prática Assista aos vídeos a seguir e vejam como toda a teoria vista até o momento é encontrada no nosso dia a dia, e aproveite para complementar e relembrar conteúdos vistos nessa aula: Acesse aqui: https://youtu.be/_d0mo6MK4TE E aqui: https://youtu.be/BHfvd3OPTeI Síntese Na nossa aula vimos conceitos importantes para o estudo da ecologia, tais como níveis organizacionais, nicho ecológico, hábitat e meio ambiente. Estudamos também a biosfera, suas divisões e características importantes. Em seguida abordamos o tema dos ecossistemas, onde vimos cadeias e teias alimentares, produtividade, níveis tróficos, etc. Foram apresentados os biomas aquáticos e terrestres junto com suas classificações, características e exemplos no Brasil e no mundo. Por último, vimos os ciclos biogeoquímicos do carbono, do oxigênio e da água, e sua importância para o planeta. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 31 Referências BRAGA, Benedito et al. Introdução à Engenharia Ambiental. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. ODUM, Eugene P. Fundamentos de Ecologia. São Paulo: Fundação Calouste Gulbenkian, 2004. PHILIPPI JR., Arlindo et al. Curso de Gestão Ambiental. São Paulo: Manole, 2004.
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