Ecossistemas: Fluxo de Energia e Ciclagem de Matéria

Prévia do material em texto

31/10/2014
1
Prof. Dr. Diego Hoffmann
Aula
Roteiro
 Fluxo de energia
 - Produtividade
 - Decomposição
 - Cadeias tróficas
 - Eficiências
 - Pirâmides tróficas
 Ciclagem de matéria
2
Introdução
 O que é um Ecossistema?
 Conjunto de comunidades interagindo com o ambiente inerte
 Relação dos organismos (Meio Biótico) com o Meio ambiente 
(Meio/fatores Abióticos)
3
31/10/2014
4
Ecossistema é o conjunto de 
Comunidades interdependentes cujos 
organismos reciclam matéria 
enquanto a energia flui através deles
Ecossitema
Introdução
 Os organismos necessitam do que para sobreviver?
5
É a capacidade de realizar trabalho
...de energia
Introdução
 Definições básicas: 
6
31/10/2014
Energia
 Como a energia está presente em nosso meio?
7
Luminosa
Química Mecânica
Energia
8
Produtores
A energia pode ser transformada de um tipo em 
outro, mas não pode ser criada nem destruída
Decompositores
Herbívoros Carnívoros
Energia
9
Produtores
Nenhuma transformação espontânea de energia é
100% eficiente
Decompositores
Herbívoros Carnívoros
Calor
Calor
Calor
Calor
31/10/2014
Introdução
 Termodinâmica:
10
Introdução
 Termodinâmica:
11
Energia
12
Produtores
30% é refletida para o espaço
20% absorvida pela atmosfera
50% absorvida como calor pelo solo
<1% é aproveitada na fotossíntese
Decompositores
Herbívoros Carnívoros
Calor
Calor
Calor
Calor
31/10/2014
Energia
13
Produtores
Decompositores
Herbívoros Carnívoros
Decomposição
Produção Primária
Produção Secundária Produção Secundária
Produtividade
14
Biomassa
Produtividade
Massa de organismos por unidade de área
Produção de biomassa por unidade de área e 
tempo
Taxa fotossintética total
PPL = PPB – Respiração
Produção de biomassa por unidade 
de área e tempo pelos consumidores
Bruta
Liquida
ton / ha
J / m²
ton / há / ano
J / m² / ano
ton / há / ano
J / m² / ano
Primária
Secundária
Produção Primária
15
O que é? 
O que pode limitar a 
produção primária?
31/10/2014
Produção Primária
16
Produção Primária
17
Produção Primária
 Fatores limitantes:
18
C + N + P
C + N
NutrientesNutrientes
31/10/2014
Produção Primária
 Fatores limitantes:
19
LuzLuz
Total de horas com 
luz no ano
Fotossíntese
Produtividade
Produção Primária
 Fatores limitantes:
20
LuzLuz
Produção Primária
 Fatores limitantes:
21
LuzLuz
31/10/2014
Produção Primária
 Fatores limitantes:
22
TemperaturaTemperatura
Temperatura
Taxa fotossintética
Produtividade
Produção Primária
 Fatores limitantes:
23
ÁguaÁgua
Precipitação
Densidade da vegetação
Produtividade
Produção Primária
 Fatores limitantes:
24
CO2CO2
Concentração CO2
Fotossíntese
Produtividade
31/10/2014
25
Produção Primária
 Há um gradiente latitudinal ?
26
Produção Primária
 Há um gradiente latitudinal ?
27
31/10/2014
Produção Primária
 Há um gradiente latitudinal ?
28
Produção Primária
 Importância do gradiente Nutricional - Oceanos
29
Produção Secundária
 O que influencia a Produção Secundaria?
30
Depende da produtividade PrimáriaDepende da produtividade Primária
31/10/2014
Produção Secundária
 O que influencia a Produção Secundaria?
31
A precipitação influencia o número
de filhotes de Geospiza fortis
A precipitação influencia o número
de filhotes de Geospiza fortis
Precipitação
Produtividade 1°
Alimento para as aves
Número de filhotes
Decomposição
 O que é Decomposição?
32
É o processo de desintegração gradual da matéria orgânica morta 
por agentes físicos e biológicos
É o processo de desintegração gradual da matéria orgânica morta 
por agentes físicos e biológicos
Nutriente Inorgânico Matéria Orgânica
Imobilização
Mobilização
Fotossíntese
Decomposição
Decomposição
33
MATÉRIA ORGÂNICA
NUTRIENTES
INORGÂNICOS
Decompositores
Fragmentadores
Detritívoros
31/10/2014
Cadeia Trófica
 O que é Cadeia Trófica?
34
Cadeia Trófica
35
Cadeia Trófica
 Produtores:
36
31/10/2014
Cadeia Trófica
 Produtores:
37
Cadeia Trófica
 Produtores:
38
Cadeia Trófica
 Produtores:
39
31/10/2014
Cadeia Trófica
40
Cadeia Trófica
 Consumidores:
41
Cadeia Trófica
42
31/10/2014
Cadeia Trófica
 Consumidores:
43
Cadeia Trófica

44
Cadeia Trófica
 Consumidores:
45
31/10/2014
Cadeia Trófica

46
Cadeia Trófica
 Decompositores:
47
Cadeia Trófica
48
31/10/2014
Cadeia Trófica

49
• Muito longas
• SimplicidadePROBLEMA
Cadeia Trófica

50
Será que 
existem 
exceções?
Cadeia Trófica

51
• Nem todos consumidores são 
encaixados perfeitamente em cada 
compartimento
 Herbívoros às vezes comem matéria 
orgânica morta
 Carnívoros às vezes comem herbívoros, 
detritívoros e eventualmente plantas
 Alguns animais mudam sua dieta 
conforme crescem
31/10/2014
Cadeia Trófica
 Classificação dos seres vivos:
52
Cadeia Trófica
53
Transferência

54
Fluxo de Energia
• Depende:
 da eficiência de transferência de 
energia de um nível trófico para 
outro
 da Eficiência em que esta energia 
transferida é utilizada em cada 
nível trófico
• Quão eficiente são essas 
transferência?
31/10/2014
55
56
Eficiência de Consumo (EC)
Proporção da produtividade total
disponível em um nível trófico que é
consumida (ingerida) por um nível
trófico acima
57
Eficiência de Assimilação (EA)
Proporção da energia consumida que
é assimilada e disponibilizada para
incorporação no crescimento ou para
realizar trabalho
31/10/2014
58
Eficiência de Produção (EP)
Proporção da energia assimilada
que é incorporada como biomassa
Não digerível
Assimilado
Trabalho
Biomassa
59
Eficiência Ecológica (EE)
Proporção da energia transferida
de um nível trófico para outro
Não digerível
Assimilado
Trabalho
Biomassa
Lei dos 
10%
60
Ingestão
Digestão e 
Assimilação
Crescimento e 
Reprodução
Morte
Excreção Respiração
Egestão
Energia usada para 
executar trabalho ou 
perdida como calor e 
não mais disponível 
para a comunidade
Energia 
disponível 
para os 
detritívoros
Energia disponível para os 
Consumidores
31/10/2014
Pirâmides de Energia
61
Excremento de elefante, mostrando desenvolvimento de fungos sobre grande 
quantidade de fibras vegetais pobremente digeridas (material não digerido, 
energia não aproveitada naquele nível trófico). 
Pirâmides de Energia
 O que são?
 Ilustra a transferência de energia em cada nível trófico
62
Pirâmides de Energia
63
31/10/2014
Pirâmides de Energia
64
Pirâmides de Biomassa
 O que são?
 Ilustra a quantidade de biomassa presente em cada nível trófico
65
Como é Possível?
Produtores são muito 
menores e possuem taxa de 
crescimento muito maior 
do que seus consumidores
Pirâmides de Números
 O que são?
 Indica o número de indivíduos em cada nível trófico
66
31/10/2014
67
Teia Trófica
 O que são?
68
Teia Trófica
69
31/10/2014
Teia Trófica

70
No PantanalNo Pantanal
Teia Trófica

71
Teia Trófica
 Experimento
72
Remoção de PisasterRemoção de Pisaster
Nas comunidade onde Pisaster foi removida, a riqueza declinou rapidamente 
ao longo dos anos, enquanto nas comunidades onde Pisaster foi mantida, a 
riqueza se manteve constante
31/10/2014
Teia Trófica
 Experimento
73
A predação preferencial de Thais sobre outras espécies permite queos 
mexilhões, que são competidores mais fortes, dominem numericamente o 
costão e excluam as cracas
A remoção de 
Pisaster aumenta a 
abundância de Thais
Teia Trófica
74
Espécie chave: espécies cuja influência sobre a composição da comunidade 
é maior do que seria esperado pela sua abundância relativa
Teia Trófica
75
31/10/2014
76