Cap._22_Aplicações_ecologicas_EAS

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APLICAÇÕES ECOLÓGICAS 
NO NÍVEL DAS 
COMUNIDADES E 
ECOSSISTEMAS 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA 
E TECNOLOGIA – CEARÁ 
CAMPUS QUIXADÁ 
ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
O desenvolvimento do ecossistema é também conhecido como 
sucessão ecológica e envolve mudanças na repartição de 
energia, na estrutura das espécies e nos processos da 
comunidade 
 
 
É a sequência de comunidades, desde a colonização até a 
comunidade clímax para determinado ecossistema. 
Quando não é interrompida por fatores externos, a sucessão é 
direcional. 
Desenvolvimento dos ecossistemas 
Envolve mudanças na repartição da energia, estrutura das 
espécies e nos processos da comunidade 
 
Sucessão – previsível 
 
Resulta da modificação do ambiente físico pela comunidade e 
por interações de competição – coexistência no nível de 
população 
 
Sucessão é controlada pela comunidade 
 
 
Desenvolvimento dos ecossistemas 
A sucessão é o resultado da modificação do ambiente físico pela comunidade e 
por interações de competição-coexistência no nível de população, ou seja, a 
sucessão é controlada pela comunidade, embora o ambiente físico determine o 
padrão e a taxa de mudança e limite a extensão do desenvolvimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Clímax: comunidade que expressa o máximo de desenvolvimento possível do 
ecossistema. 
Sucessão ecológica nada 
mais é do que o processo 
de substituição de espécies 
ao longo do tempo 
As comunidades transitórias durante a sucessão são denominadas 
estágios de desenvolvimento. 
 
 
Estágio Pioneiro: espécies sucessionais iniciais, as quais apresentam 
altas taxas de crescimento, tamanho pequeno, tempo de vida curto e 
produção de um grande número de sementes. 
 
Estágio Clímax: estágio terminal ou de maturidade, que persiste por 
muito tempo na comunidade. 
Classificação dos processos sucessionais 
 
-Quanto às forças que direcionam o processo: 
 
Sucessão autogênica (autogerada): mudanças ocasionadas por 
processos biológicos internos ao sistema – resultante de mudanças 
pelos próprios organismos. Ex. A transição de um campo de 
agricultura abandonado até floresta madura - os organismos mudam 
o ambiente em que vivem e outras espécies da comunidade podem 
ser beneficiadas ou prejudicadas. 
 
Sucessão alogênica (gerada externamente): direcionamento das 
mudanças por forças externas ao sistema (mudanças climáticas, 
tempestades, furacões, a ação do homem, incêndios, processos 
geológicos, etc) 
Exemplo 
Sucessão autogênica 
Rochas 
Expostas 
Líquens 
Musgos 
Gramí- 
neas 
 
Plantas 
Herbáceas 
 
 
Arbustos 
 
 
 
Árvores 
jovens 
 
Árvores 
adultas 
 
Árvores 
adultas 
 
Sucessão animal : as espécies de animais também são 
substituídas de acordo com o estágio de sucessão. 
Exemplo: Sucessão alogênica 
Floresta clímax Ocorrência de incêndio 
Sementes queimadas germinando 
e raízes brotando 
Floresta recuperada 
rochas nuas 
dunas 
ilhas vulcânicas 
lagos recém-formados 
Inicia-se numa área na qual 
anteriormente existiam 
seres vivos 
Sucessão 
secundária 
Sucessão 
primária 
Inicia-se numa área na qual 
anteriormente não 
existiam seres vivos 
zonas ardidas 
campos abandonados 
zonas alagadas 
Classificação dos processos sucessionais 
 
-Quanto à natureza do substrato na origem do processo: 
Sucessão ecológica primária: 
A chuva e o vento 
desintegram a 
rocha 
Espécies pioneiras 
como líquenes, 
instalam-se e 
modificam a rocha, 
iniciando a 
formação do solo 
Outras plantas 
começam a 
instalar-se e a 
espessura do solo 
aumenta 
Gramíneas e 
arbustos 
conseguem 
instalar-se. 
Está estabelecida 
uma comunidade 
climax em 
equilíbrio com o 
meio. 
Sucessão numa rocha nua… 
Comunidade 
Pioneira 
Sucessão ecológica primária: 
Sucessão numa rocha nua… 
Comunidade 
Pioneira 
Aumento da biodiversidade 
Aumento da complexidade das teias alimentares 
início transição estabilidade 
Sucessão ecológica primária: 
Comunidade 
Pioneira 
 A sucessão primária ocorre de uma forma lenta 
e gradual 
Sucessão ecológica primária 
Comunidade pioneira 
•Espécies capazes de iniciar uma sucessão ecológica. 
•Espécies de pequeno porte e de desenvolvimento 
rápido. 
•Espécies simples mas resistentes. 
•Criam as condições para o aparecimento e instalação 
das comunidades seguintes. 
Líquenes 
Sucessão ecológica primária 
Comunidade climax 
•Formada por populações que não se alteram, nem 
alteram o meio. 
•Populações em equilíbrio dinâmico com o meio. 
•Com elevado número de espécies e de nichos 
ecológicos. 
Sucessão ecológica primária 
Comunidade climax 
•Últimas espécies a instalar-se. 
•Para cada tipo de ambiente físico, existe um tipo de 
comunidade clímax possível. 
Sucessão ecológica primária: 
Sucessão numa ilha vulcânica… 
Em pleno oceano, por 
exemplo, podem formar-se 
ilhas devido à atividade 
vulcânica 
Sucessão ecológica primária: 
Sucessão ecológica primária: 
Sucessão ecológica 
rochas nuas 
dunas 
ilhas vulcânicas 
lagos recém-formados 
Inicia-se numa área na qual 
anteriormente existiam 
seres vivos 
Sucessão 
secundária 
Sucessão 
primária 
Inicia-se numa área na qual 
anteriormente não 
existiam seres vivos 
zonas ardidas 
campos abandonados 
zonas alagadas 
Sucessão ecológica secundária: 
• Incêndios • Abate de árvores 
Causas da destruição dos ecossistemas: 
Sucessão ecológica secundária: 
 A sucessão secundária desenvolve-se mais 
rapidamente do que a primária uma vez que, permanecem 
no solo alguns organismos e sementes que tornam o 
substrato mais favorável á recolonização. 
Sucessão ecológica secundária: 
Sucessão num campo abandonado pela 
agricultura… 
Exemplo: Sucessão Secundária 
Sucessão Secundária 
Fogo 
Plantas 
Anuais Gramíneas 
Árvores jovens e de 
crescimento rápido 
Floresta madura – 
Clímax 
Desenvolvimento de ecossistemas 
Os ecossistemas são 
estruturas dinâmicas 
cujas comunidades e 
respectivas interações 
estão em permanente 
alteração. 
Sucessão e Manejo - Restauração 
oObjetivo – recuperação de uma dada área não apenas por plantas, mas também 
dos componentes animais da comunidade 
 
 
oRestauração – obtenção de um estágio sucessional estável (clímax) 
 
oSucessão Natural 
o plantações abandonadas com fontes naturais de sementes nas 
proximidades 
 
oSucessão acelerada 
o Áreas com tendência do processo ser lento e incerto 
o áreas com intensa atividade agrícola, uso de fertilizantes e 
herbicidas; 
o áreas com baixa biodiversidade 
o Semeadura de uma mistura de sementes de diversas espécies. 
Sucessão e Manejo - Restauração 
Conservação 
oObjetivo – entender a sequência da sucessão 
 
oAlgumas espécies animais ameaçadas de extinção estão presentes em 
um estágio particular da sucessão 
 
oIntervenção necessária para manter seu hábitat em estágio sucessional 
apropriado 
 
oEx: weta (inseto) - Nova Zelândia 
o tojo (erva daninha – introduzida) 
o Gado e cabras controlam o estágio inicial da sucessão e mantem o 
tojo em estágio próprio ao crescimento do weta 
 
Manejo e teoria da teia alimentar 
oO conhecimento da teia alimentar: 
o minimizar risco de doenças humanas 
o Oferece previsão das espécies invasoras – com maior potencial para 
perturbar o funcionamento dos ecossistemas 
o Estabelece objetivos para áreas protegidas 
 
oEx 1.: Doença de Lyme (borreliose)danos ao coração e ao sistema nervoso 
o Bactéria espiroqueta (Borrelia burgdorferi) 
o Transmissão pelo carrapato do gênero Ixodes – quatro estágios de 
desenvolvimento (dois anos) – sucessão de hospedeiros vertebrados 
o Ovos – Larvas (infecção) – ninfa - adultos 
o Estágio de ninfa – maior probabilidade de infecção humana – início do inverno – 
picos de atividades recreativas 
o Manutenção da biodiversidade – menor prevalência no ser humano 
Manejo e teoria da teia alimentar 
 
oEx2.: Áreas protegidas 
 
oÁreas marinhas – conservação da biodiversidade 
 
oAbalones x lontras marinhas 
 
oLontras marinhas – espécie protegida 
o Abalones – recursos pesqueiros 
o Áreas de proteção – usos múltiplos 
 
 
Manejo e teoria da teia alimentar 
 
oEx2.: Previsão de espécies invasoras 
 
oInvasões por peixes salmonídeos em rios e lagos 
 
oNova Zelândia – introdução da truta – marrom modificou o 
comportamento dos invertebrados herbívoros 
 
oAumento da biomassa algal 
Manejo da eutrofização pela manipulação 
das teias alimentares dos lagos 
oReversível – lagos profundos , frios e de fluxo rápido; e lagos que 
foram submetidos à eutrofização cultural por curtos períodos 
 
oIrreversíveis – onde a mínima taxa de entrada de fósforo ou a 
reciclagem de fósforo das reservas acumuladas nos sedimentos do 
lago já é muito alta (regiões ricas em fósforo por longo período) 
 
oLagos atrasados – categoria intermediária – controle das descargas 
de fósforo com intervenções (química ou biomanipulação) 
Manejo da eutrofização pela manipulação 
das teias alimentares dos lagos 
oLagos atrasados 
 
o Biomanipulação 
oMelhoria da qualidade da água pela redução da densidade do 
fitoplâncton (aumento da transparência) 
 
oAumento do pastejo do zooplâncton sobre o fitoplâncton (redução na 
biomassa de peixes zooplanctívoros) – pescando-os ou aumentando a 
biomassa de peixes piscívoros 
 
oEx.: soltura de peixes piscívoros – diminui peixes zooplanctívoros 
oLagos rasos e com níveis de nutrientes não muito altos 
Manejo de processos ecossitêmicos na agricultura 
oPoluição – lixiviação de fósforo e nitrato nos lençóis freáticos – rios e 
lagos – afeta as teias alimentares e o ecossistema 
 
o Água potável - Nitratos – nitrosaminas – síndrome do bebe azul 
(cianose) 
 
oCriação de gado, porco e galinhas – principais responsáveis pela 
liberação de nitrogênio 
 
oDejetos de aves – facilmente desidratados e formados em fertilizantes – 
uso na agricultura e jardinagem 
 
 
 
Manejo de processos ecossitêmicos na agricultura 
oFatores que facilitam a lixiviação do nitrato em solos agrícolas: 
1. possuem pouca ou nenhuma vegetação viva para absorver os nitratos 
durante parte do ano 
2. As plantações são monoculturas que capturam os nitratos apenas nas 
zonas de raízes (vegetação natural apresenta uma diversidade de 
sistemas radiculares e raízes a diferentes profundidades. 
3. Quando ocorre a queima o nitrogênio orgânico volta ao solo com 
nitrato 
4. Quando as terras agrícolas são usadas por animais pastadores, seu 
metabolismo acelera a taxa de respiração do carbono, reduzindo a 
razão C:N e aumentando a formação e lixiviação de nitratos 
5. O nitrogênio dos fertilizantes são aplicados apenas uma ou duas vezes 
ao ano (maior concentração) 
Manejo de processos ecossitêmicos na 
agricultura 
 
oAlternativas: 
 
oUso de culturas mistas 
oIntegração da produção animal e vegetal retorno da 
matéria orgânica para o solo 
oManutenção da cobertura vegetal 
oUso de fertilizantes avançados 
oLiberação controlada 
Saúde do ecossistema 
oReflexos diretos sobre a saúde humana 
o Quantidade de nitrogênio no lençol freático e na água 
potável 
o Algas tóxicas 
o Riquezas em espécies animais hospedeiras que 
transmitem doenças aos seres humanos 
 
oReflexos sobre os processos naturais 
o Controle de enchentes 
o Disponibilidade de alimentos 
 
 
Saúde do ecossistema 
oEstratégias do manejo 
o Pressão – ação humana 
o Estado – estrutura da comunidade e funcionamento do 
ecossistema 
o Respostas - 
 
 
Biodiversidade e manejo 
oSelecionando unidades de conservação - Conservação de 
espécies - áreas protegidas 
 
 
Objetivo geral das unidades de conservação é a representação da 
biota de cada região de maneira a separar a biodiversidade dos 
processos que a ameaçam 
 
 
oEtapas do planejamento de conservação sistemático – áreas de 
alto valor para a humanidade 
 
oMeio terrestre x Meio marinho 
o Maior biodiversidade em termos taxonômicos 
o Influências adversas: 
o Sobre-pesca; perturbações do hábitat; poluição 
Biodiversidade e manejo 
oDefinição conceitos-chave 
oA seleção de uma nova área deve garantir a proteção de 
representantes da maior variedade de comunidades e 
ecossistemas possíveis 
oA biodiversidade engloba mais do que apenas a riqueza 
em espécies. A seleção de novas áreas também deveria 
tentar garantir a proteção de representantes da maior 
variedade de comunidades e ecossistemas possível 
 
 
Base tripla da sustentabilidade 
oLinhas 
oEconômicas 
oSociopolítica 
oAmbiental 
oPerspectiva econômica X Importante para as atividades de manejo 
e exploração 
 
oConservação – difícil determinação do valor econômico por causa 
dos argumentos econômicos a favor das atividades humanas que 
tornam a conservação necessária 
 
oPrincipais componentes para determinar o valor econômico de 
uma espécie: 
1. Valor direto do produto que é explorado 
2. Valor indireto, em que aspecto da biodiversidade resulta em 
benefício econômico sem a necessidade de consumo de recursos 
3. Valor ético 
 
 
Base tripla da sustentabilidade 
oEx 1.: animais e plantas silvestres (regiões tropicais e semiáridas) 
oValor da diversidade genética 
oAumentar a produção, resistência a pragas, a seca 
 
oEx2.: conhecimento de inimigos naturais 
oA maioria dos inimigos naturais ainda não são conhecidos 
o40% das drogas – plantas e animais 
oConservar as espécies, manter o valor de opção – potencial para 
fornecer benefícios no futuro 
 
oValor econômico indireto 
oEx.: preservação de insetos silvestres responsáveis pela 
polinização de plantas (quanto aumenta a produção? Custo? 
oValor ético 
oEx.: valor subjetivo