Ecologia de comunidades e ecossistemas RESUMO

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Ecologia de comunidades e ecossistemas – Letícia Nóbrega (CB – Bacharelado UFPE)
Estrutura e dinâmica de ecossistemas
O que é sistema? Conjunto formado por peças reunidas com o objetivo de formar um complexo unitário onde há relações entre elas.
Sistemas fechados: são aqueles que do ponto de vista de troca de matéria com o seu entrono, inexiste qualquer tipo de intercâmbio. Há troca de energia mas não há troca de matéria.
Sistemas abertos: são aqueles onde ocorre troca de matéria e de energia com o meio (entrada e saída de seres vivos).
Organismo – população – comunidade – ecossistema – biosfera
O que é ecossistema? Unidade natural formada por elementos bióticos e abióticos, que garantem uma interação mútua, formando um sistema estável com troca unidirecional de matéria e dissipação de energia.
Energia no ecossistema (PRODUÇÃO PRIMÁRIA)
O ecossistema engloba os indivíduos dentro de processos físico-químicos 
Ciclagem dos nutrientes (como ocorre o fluxo de matéria e energia)
Os ecossistemas são compostos por organismos, matéria e energia, estando os dois últimos interligados, já que a energia é dissipada e armazenada pelos organismos e a matéria forma os mesmos.
São formados por fatores bióticos e abióticos.
Energia solar – produtores primários – herbívoros – carnívoros – detritívoros – microrganismos (fluxo de matéria e energia)
A energia total de um ecossistema é a soma da energia individual dos organismos.
Como os organismos estão sempre perdendo energia com o metabolismo, crescimento e reprodução, eles também precisam receber constantemente. 
Estudo da energia nos ecossistemas: para se estudar o fluxo de energia em um ecossistema, é preciso primeiramente compreender a cadeia alimentar do mesmo, e decidir qual a espécie mais importante na comunidade para o metabolismo (três fatores que determinam se uma espécie é importante ou não são a biomassa, o fluxo de energia e de matéria)
Biomassa: é a parte orgânica morta ou viva de determinados organismos, sendo esses animais ou vegetais, questão acima ou abaixo do solo. A biomassa viva pode ser troncos, galhos, folha, raízes, etc, enquanto a morta inclui serapilheira, troncos e galhos caídos.
Mesmo que a biomassa seja baixa, a produtividade pode ser alta.
É melhor usar a taxa de produtividade do que a biomassa para análises dinâmicas.
A produtividade é a taxa de produção de biomassa em determinada unidade de área.
Fluxo de energia
Toda energia transformada em calor é perdida pelo sistema.
O fluxo é unidirecional (plantas, herbívoros, carnívoros)
Ponto de compensação: fotossíntese = respiração
O que é a produção primária? É a realizada pelos produtores, sendo no caso a conversão em energia química através da fotossíntese.
Medindo a produção primária: a taxa de fotossíntese nas fases clara e escura podem dar um estimativa da PPB.
O método utilizado é o da colheita
Duas medidas devem ser consideradas: a biomassa perdida pela morte da planta ou se suas partes e a biomassa perdida por consumo dela por outros organismos. Com essas duas medidas é possível calcular a PPL (biomassa disponível para organismos heterotróficos).
A PLE (Produtividade Liquida do Ecossistema) permite saber se o mesmo está sequestrando ou se é fonte. A respiração do ecossistema é calculada através da diferença da respiração de organismos autotróficos e heterotrófico. Enquanto a PLE é calculada pela diferença entre a PPB e a RE. Se a PPB > RE há sequestro de carbono, se PPB < RE há fixação. 
A produção primária varia de acordo com a latitude (nos trópicos essa produção é maior).
Os oceanos tem produção primária baixa, no entanto, cobrem a maior parte da terra, por causa disso são responsáveis por 46% dela.
A produção primária é menor em plantas herbáceas, porque são menos eficientes em capturar a luz solar.
A produtividade primária diminui com o envelhecimento da árvore, há três hipóteses para isso:
Desequilíbrio na relação fotossíntese/respiração: com o aumento de biomassa viva fica a respiração aumenta, passando menos energia e matéria para outros níveis tróficos.
Limitação de nutrientes: a razão folhas/madeiras diminui com a idade, diminuindo assim a qualidade da serapilheira, além de que a biomassa tende a aumentar com o tempo, fazendo com diminua a decomposição.
Deficiência dos estômatos: com o tempo a resistência hidráulica das árvores aumenta porque o trajeto para a água percorrer é maior. Por conta disso, a quantidade de água que chega nas folhas é reduzida ou demora muito para chegar, então os estômatos vão fechando, além de que quanto mais velha a árvores, mais ineficiente os estômatos se tornam.
Fatores que limitam a produção primária: radiação, nutrientes, água, temperatura (negativo quanto ao aumento da evapotranspiração), drenagem do solo (solos menos “porosos” retêm menos água). 
Ecossistemas aquáticos:
A produtividade nos oceanos diminui de acordo com o aumento da profundidade.
As zonas fóticas são mais produtivas, pois recebem mais radiação. Também possuem menos concentração de matéria orgânica. 
A radiação não atinge as zonas mais profundas dos oceanos, e isso independe da claridade da água (águas mais claras não são mais produtivas).
Qualquer nutriente interfere no crescimento dos autótrofos.
O fitoplâncton absorve os nutrientes por difusão.
A luz e a temperatura afetam a produtividade nos oceanos, mas não cria um gradiente dos polos em direção aos trópicos
O nitrogênio é um fator limitante da produção primária. Enquanto o fósforo não o é.
Águas claras possuem baixa concentração de nutrientes (fator negativo para a produção primária). O fósforo e nitrogênio não parecem ser fatores limitantes da produção primária nessas águas, no entanto, o ferro parece ser crítico (a alta concentração de ferro aumentou o fitoplâncton e clorofila a).
O ferro é levado para os oceanos através de poeira. O ferro é assimilado pelas cianobactérias, que fixam nitrogênio, e por causa disso aumenta o fitoplâncton.
Os oceanos são mais improdutivos que a terra.
Fatores que limitam a produção primária nos ecossistemas aquáticos
Radiação, nutrientes (não atuam sozinhos) sendo os principais carbono, nitrogênio e fósforo, aumento de CO2 da atm (favorece a assimilação do nitrogênio) enquanto O3 causa feito negativo,
Eutrofização: alta produtividade, com alta concentração de nutrientes e consequentemente de plantas, é caracterizado pela maior entrada de nutrientes do que saída. Para controlar devemos conhecer as concentrações de cada nutriente para saber quais controlar.
A produtividade no globo pode ser explicada pela diminuição da latitude (aumenta a produtividade) já que quanto mais perto dos trópicos maior a produtividade, porque recebe mais radiação se comparada aos polos, temperatura, que regula a taxa de fotossíntese, água, que também está associado à fotossíntese, e rotação da terra: as áreas mais interiores dos continentes possuem produtividade menor, isso ocorre porque por mais que os oceanos forneçam nutrientes para os continentes, o vento enquanto entra nele vai deixando esses nutrientes no caminho, dessa forma, quando chega na parte mais interna, a concentração diminui. 
Vários fatores influenciam na produtividade mas os principais são precipitação, temperatura e radiação. 
A excessiva competição reduz a produtividade.
PRODUÇÃO SECUDÁRIA
O que é a produção secundária? É a biomassa criada pelos organismos heterotróficos.
A energia transferida e assimilada é utilizada pelos organismos para manutenção, crescimento e reprodução.
Nenhum organismo assimila 100% da energia transferida, mas a assimilada é usada para manutenção e produção, e essa última por sua vez é utilizada para reprodução e crescimento.
Medir a produtividade secundária: pode ser pela medida da biomassa consumida ou peso do conteúdo estomacal (a respiração pode ser usada para fazer essa medição de forma indireta).
 A produtividade secundária bruta é = a taxa de assimilação
Métodos para medir a coorte
Quando são identificáveis: método da soma dos incrementos e curvade Allen. No entanto, há problemas nesses métodos, já que as coortes não são distintas ao longo da população, indivíduos mais velhos são mais difíceis de amostrar e possuem a maior quantidade de biomassa, ocorrência de migrações, as coortes não se iniciam simultaneamente, ocorrendo em períodos longos, e mortalidade negativa.
Quando não são identificáveis: método da frequência/comprimento e taxa especifica do crescimento em massa
Problemas para estimar a produção: as espécies não se restringem a um nível trófico, o que fazer com os detritos e sincronia da amostragem.
Taxa metabólica basal: é a estimada em condições de descanso desconsiderando o alimento no estômago do animal.
Eficiência trófica: mede a transferência de energia de um nível trófico para o outro.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do carbono: 
O ciclo de carbono compreende a maneira como o carbono anda dentro dos nossos ecossistemas
Reservas de carbono no planeta: biosfera (matéria orgânica, etc), atmosfera (gás carbônico e metano), hidrosfera (carbonato de cálcio e poluição), litosfera (combustíveis fósseis).
A água dissolve o CO2, e por causa disso os oceanos possuem mais CO2 do que a atm.
A precipitação do CO2 inorgânico só ocorre em sistemas aquáticos (a precipitação e a dissolução praticamente se equilibram)
Ciclo do carbono: a maior concentração de carbono está aprisionado nas rochas sedimentares.
Ciclos glaciais: iniciados por mudanças orbitais (não sabe explicar a amplitude e duração desses ciclos).
A variação da concentração de CO2 na atm. pode ser responsável pelos ciclos glaciais. 
Os oceanos possuem grande concentração de CO2, por isso são os maiores responsáveis por fornecer as mudanças da concentração dele na atm.
A transferência de CO2 dos oceanos para a atm. É determinada por dois fatores: a concentração de CO2 disponível e a alcalinidade (aumenta a proporção de carbonato e diminui a de CO2, diminuindo a transferência).
Ciclos glaciais e a concentração do CO2: a diminuição da concentração de CO2 nos oceanos pode ser explicada pelos processos realizados pela bomba biológica, que capturam esse CO2 e transferem para o fundo dos oceanos, diminuindo a pressão dessa substancia nas águas mais superficiais → o fundo dos oceanos fica ácido, diminuindo a solubilidade de carbonato de cálcio → a concentração de CO2 aumenta nos oceanos e diminui na atm.
A eficiência da bomba biológica varia de acordo com a latitude: baixa latitude = maior eficiência e maior concentração de CO2 nas profundezas. Alta latitude = menor eficiência e consequente maior concentração na superfície.
Obs.: fenômeno oceanográfico da ressurgência: ocorre por causa de dois fatores: ventos e movimento de rotação da terra. O primeiro fator faz com que a água da superfície (mais fria) vá para o interior dos oceanos, no sentido oposto da praia, e por diferença de temperatura (como uma convecção, mas com pressão atuante) a água das profundezas sobe e leva consigo os nutrientes. Dessa forma, a taxa de fotossíntese aumenta, porque as algas acabam usando aumentando a produção primária, beneficiando também os peixes, que vão ter mais recursos para consumir.