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i Curso de Gestão Ambiental Disciplina de Ecologia 1º Ano /1o SEMSTRE Código: ISCED12-CSOLCFE001 TOTAL DE HORAS: 150horas CRÉDITOS (SNATCA): 6 INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIAS E EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - ISCE INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIA E EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA-ISCED ii Direitos de autor (copyright) Este manual é propriedade do Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED), e contêm reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução parcial ou total deste manual, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (electrónico, mecânico, gravação, fotocópia ou outros), sem permissão expressa de entidade editora (Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED)). A não observância do acima estipulado, o infractor é passível a aplicação de processos judiciais em vigor no País. Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED) Coordenação do Programa de Licenciaturas Rua Dr. Lacerda de Almeida. No 211, Ponta - Gea Beira - Moçambique Telefone: 23323501 Cel: +258 Fax: 23323501 E-mail: direcção@isced.ac.mz Website: www.isced.ac.mz iii Agradecimentos Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED) Coordenação do Programa das Licenciaturas agradecem os autores deste manual agradecem a colaboração dos seguintes individuos: Pela coordenação Direcção Académica Pelo design Direcção de Qualidade e Avaliação do ISCED Financiamento e Logística Instituto Africano de Promoção e Educação a Distância (IAPED), Revisão Final Dr. Celso Cruz Elaborado Por: Dr. Inácio Manuel Muthetho – Licenciado Engenharia Agronómica pela UEM. iv Benvindo ao Módulo de Ecologia .................................... Error! Bookmark not defined. Objectivos do Módulo....................................................................................................... 1 Quem deveria estudar este módulo ................................................................................. 1 Como está estruturado este módulo ................................................................................ 2 Ícones de actividade ......................................................................................................... 3 Habilidades de estudo ...................................................................................................... 3 Precisa de apoio? .............................................................................................................. 5 Tarefas (avaliação e auto-avaliação) ................................................................................ 6 Avaliação ........................................................................................................................... 6 TEMA – I: CONCEITOS E ORIGEM DA ECOLOGIA 9 UNIDADE Temática 1.1. Conceitos aplicados em Ecologia. .......................................... 9 UNIDADE Temática 1.2. Origens e o desenvolvimento da ecologia. ........................... 16 UNIDADE Temática 1.3. Princípios metodológicos e abordagens de estudo em Ecologia. ......................................................................................................................... 25 UNIDADE Temática 1.4. Aplicação da ecologia ........................................................... 32 TEMA – II: ECOSSISTEMA 35 UNIDADE Temática 2.1. Conceitos e classificação dos ecossistemas naturais (Mundiais e de Moçambique) .......................................................................................................... 36 UNIDADE Temática 2.2. Ecossistemas Artificiais ........................................................ 61 UNIDADE Temática 2.3. Ecossistemas Degradados ..................................................... 64 TEMA – III: PRODUÇÃO E FLUXO DE ENERGIA 70 UNIDADE Temática 3.1. Introdução (Conceitos e generalidades) ................................ 70 UNIDADE Temática 3.2. Estrutura trófica .................................................................... 74 UNIDADE Temática 3.3. Ruptura de cadeia alimentar, Bioacumulação nas cadeias alimentares e Espécie Chave ........................................................................................... 77 TEMA – IV: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. 81 UNIDADE Temática 4.1. Introdução (Generalidades) .................................................. 81 UNIDADE Temática 4.2. Principais Cíclos Biogeoquímicos ........................................ 83 UNIDADE Temática 4.3. Cíclo de Nutrientes e Aplicação Ambiental ......................... 93 TEMA – V: SUCESSÃO ECOLÓGICA 104 UNIDADE Temática 5.1. Conceitos e Generalidades. ................................................. 104 UNIDADE Temática 5.2. Tipos de Sucessão ............................................................... 105 UNIDADE Temática 5.3. Mecanismos da Sucessão e Aplicação Ambiental .............. 106 TEMA – VI: RECURSOS RENOVÁVEIS E NÃO RENOVAVEIS (Conceitos e Generalidades) 109 1 Visão geral Bem-vindo ao Módulo de Ecologia Objectivos do Módulo Ao terminar o estudo deste módulo de Ecologia, o estudante deverás ser capaz de: Objectivos Propiciar o entendimento sobre a organização da biosfera ao nível de ecossistemas. Capacitar os alunos para compreender aspectos relacionados à estrutura e dinâmica dos ecossistemas. Oferecer bases para a compreensão e interpretação das consequências da ação humana sobre os ecossistemas. Proporcionar embasamento teórico com relação à aspectos aplicados como manejo e conservação de ecossistemas. Quem deveria estudar este módulo Este Módulo foi concebido para estudantes do 1º ano de todos os curso de licenciatura em Gestão Ambiental do ISCED. Poderá ocorrer, contudo, que haja leitores que queiram se actualizar e consolidar seus conhecimentos nessa disciplina, esses serão bem- vindos, não sendo necessário para tal se inscrever. Mas poderá adquirir o manual. 2 Como está estruturado este módulo Este módulo de Ecologia, para estudantes do 1º ano dos cursos de licenciatura Gestão Ambiental do ISCED, está estruturado como se segue: Páginas introdutórias Um índice completo. Uma visão geral detalhada dos conteúdos do módulo, resumindo os aspectos-chave que você precisa conhecer para melhor estudar. Recomendamos vivamente que leia esta secção com atenção antes de começar o seu estudo, como componente de habilidades de estudos. Conteúdo desta Disciplina / módulo Este módulo está estruturado em quatro Temas. Cada tema, por sua vez comporta certo número de unidades temáticas visualizadas por um sumário. Cada unidade temática se caracteriza por conter uma introdução, objectivos, conteúdos. No final de cada unidade temática ou do próprio tema, são incorporados antes exercícios de auto-avaliação, só depois é que aparecem os de avaliação. Os exercícios de avaliação têm as seguintes características: Puros exercícios teóricos, Problemas não resolvidos e actividades práticas algumas, incluido estudo de casos. Outros recursos A equipa dos académicos e pedagogos do ISCED pensando em si, num cantinho, mesmo recôndito deste nosso vasto Moçambique e cheio de dúvidas e limitações no seu processo de aprendizagem, apresenta uma lista de recursos didácticos adicionais ao seu módulo para você explorar. Para tal o ISCED disponibiliza na biblioteca do seu centro de recursosmais material de estudos relacionado com o seu curso como: livros e/ou módulos, CD, CD- ROOM, DVD. Para além deste material físico ou electrónico disponível nas bibliotecas física e virtual, pode ter acesso a Plataforma digital moodle para alargar mais ainda as possibilidades dos seus estudos. 3 Auto - avaliação e Tarefas de avaliação Tarefas de auto-avaliação para este módulo encontram-se no final de cada unidade temática e de cada tema. As tarefas dos exercícios de auto-avaliação apresentam duas caracteristicas: primeiro apresentam exercícios resolvidos com detalhes. Segundo, exercícios que mostram apenas respostas. Tarefas de avaliação devem ser semelhantes às de auto-avaliação mas sem mostrar os passos e devem obedecer o grau crescente de dificuldades do processo de aprendizagem, umas a seguir a outras. Parte das tarefas de avaliação será objecto dos trabalhos de campo a serem entregues aos tutores/docentes para efeitos de correcção e subsequentemente nota. Também constará do exame do fim do módulo. Pelo que, caro estudante, fazer todos os exercícios de avaliação é uma grande vantagem. Comentários e sugestões Use este espaço para dar sugestões valiosas, sobre determinados aspectos, quer de natureza científica, quer de natureza didáctico- pedagógica, etc. Sobre como deveriam ser ou estar apresentadas. Ícones de actividade Ao longo deste manual irá encontrar uma série de ícones nas margens das folhas. Estes icones servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Habilidades de estudo O principal objectivo deste capítulo é o de ensinar aprender a aprender. Aprender aprende-se. Durante a formação e desenvolvimento de competências, para facilitar a aprendizagem e alcançar melhores resultados, implicará empenho, dedicação e disciplina no estudo. Isto é, os bons resultados apenas se conseguem com estratégias eficientes e eficazes. Por isso é importante saber como, onde e quando estudar. Apresentamos algumas sugestões com as quais esperamos que caro estudante possa rentabilizar o tempo dedicado aos estudos, procedendo como se segue: 1º Praticar a leitura. Aprender a Distância exige alto domínio de leitura. 4 2º Fazer leitura diagonal aos conteúdos (leitura corrida). 3º Voltar a fazer leitura, desta vez para a compreensão e assimilação crítica dos conteúdos (ESTUDAR). 4º Fazer seminário (debate em grupos), para comprovar se a sua aprendizagem confere ou não com a dos colegas e com o padrão. 5º Fazer TC (Trabalho de Campo), algumas actividades práticas ou as de estudo de caso se existir. IMPORTANTE: Em observância ao triângulo modo-espaço-tempo, respectivamente como, onde e quando estudar, como foi referido no início deste item, antes de organizar os seus momentos de estudo reflicta sobre o ambiente de estudo que seria ideal para si: Estudo melhor em casa/biblioteca/café/outro lugar? Estudo melhor à noite/de manhã/de tarde/fins-de-semana/ao longo da semana? Estudo melhor com música/num sítio sossegado/num sítio barulhento!? Preciso de intervalo em cada 30 minutos, em cada hora, etc. É impossível estudar numa noite tudo o que devia ter sido estudado durante um determinado período de tempo; Deve estudar cada ponto da matéria em profundidade e passar só ao seguinte quando achar que já domina bem o anterior. Privilegia-se saber bem (com profundidade) o pouco que puder ler e estudar, que saber tudo superficialmente! Mas a melhor opção é juntar o útil ao agradável: Saber com profundidade todos os conteúdos de cada tema, no módulo. DICA IMPORTANTE: não recomendamos estudar seguidamente por tempo superior a uma hora. Estudar por tempo de uma hora intercalado por 10 (dez) a 15 (quinze) minutos de descanso (chama-se descanso à mudança de actividades). Ou seja, que durante o intervalo não se continuar a tratar dos mesmos assuntos das actividades obrigatórias. Uma longa exposição aos estudos ou ao trabalho intelectual obrigatório pode conduzir ao efeito contrário: baixar o rendimento da aprendizagem. Por que o estudante acumula um elevado volume de trabalho, em termos de estudos, em pouco tempo, criando interferência entre os conhecimentos, perde sequência lógica, por fim ao perceber que estuda tanto mas não aprende, cai em insegurança, depressão e desespero, por se achar injustamente incapaz! Não estude na última da hora; quando se trate de fazer alguma avaliação. Aprenda a ser estudante de facto (aquele que estuda sistematicamente), não estudar apenas para responder a questões 5 de alguma avaliação, mas sim estude para a vida, sobretudo, estude pensando na sua utilidade como futuro profissional, na área em que está a se formar. Organize na sua agenda um horário onde define a que horas e que matérias deve estudar durante a semana. Face ao tempo livre que resta, deve decidir como o utilizar produtivamente, decidindo quanto tempo será dedicado ao estudo e a outras actividades. É importante identificar as ideias principais de um texto, pois será uma necessidade para o estudo das diversas matérias que compõem o curso: A colocação de notas nas margens pode ajudar a estruturar a matéria de modo que seja mais fácil identificar as partes que está a estudar e pode escrever conclusões, exemplos, vantagens, definições, datas, nomes, pode também utilizar a margem para colocar comentários seus relacionados com o que está a ler; a melhor altura para sublinhar é imediatamente a seguir à compreensão do texto e não depois de uma primeira leitura; Utilizar o dicionário sempre que surja um conceito cujo significado não conhece ou não lhe é familiar; Precisa de apoio? Caro estudante, temos a certeza que por uma ou por outra razão, o material de estudos impresso, lhe pode suscitar algumas dúvidas como falta de clareza, alguns erros de concordância, prováveis erros ortográficos, falta de clareza, fraca visibilidade, páginas trocadas ou invertidas, etc). Nestes casos, contacte os seriços de atendimento e apoio ao estudante do seu Centro de Recursos (CR), via telefone, sms, E-mail, se tiver tempo, escreva mesmo uma carta participando a preocupação. Uma das atribuições dos Gestores dos CR e seus assistentes (Pedagógico e Administrativo) é a de monitorar e garantir a sua aprendizagem com qualidade e sucesso. Dai a relevância da comunicação no Ensino a Distância (EAD), onde o recurso as TIC se torna incontornável: entre estudantes, estudante – Tutor, estudante – CR, etc. As sessões presenciais/virtuais são um momento em que você, caro estudante, tem a oportunidade de interagir fisicamente com staff do seu CR, com tutores ou com parte da equipa central do ISCED indigitada para acompanhar as suas sessões presenciais/virtuais. Neste período pode apresentar dúvidas, tratar assuntos de natureza pedagógica e/ou administrativa. O estudo em grupo, que está estimado para ocupar cerca de 30% do tempo de estudos a distância, é de muita importância, na medida em que permite-lhe situar, em termos do grau de 6 aprendizagem com relação aos outros colegas. Desta maneira ficará a saber se precisa de apoio ou precisa de apoiar aos colegas. Desenvolver hábito de debater assuntos relacionados com os conteúdos programáticos, constantes nos diferentes temas e unidade temática, no módulo. Tarefas (avaliação e auto-avaliação) O estudante deve realizar todas as tarefas (exercícios, actividades e autoavaliação), contudo nem todas deverão ser entregues, mas é importante que sejam realizadas. As tarefas devem ser entregues duas semanas antes das sessões presenciais/virtuais seguintes. Para cada tarefaserão estabelecidos prazos de entrega, e o não cumprimento dos prazos de entrega, implica a não classificação do estudante. Tenha sempre presente que a nota dos trabalhos de campo conta e é decisiva para ser admitido ao exame final da disciplina/módulo. Os trabalhos devem ser entregues ao Centro de Recursos (CR) e os mesmos devem ser dirigidos ao tutor/docente. Podem ser utilizadas diferentes fontes e materiais de pesquisa, contudo os mesmos devem ser devidamente referenciados, respeitando os direitos do autor. O plágio1 é uma violação do direito intelectual do(s) autor(es). Uma transcrição à letra de mais de 8 (oito) palavras do texto de um autor, sem o citar é considerada plágio. A honestidade, humildade científica e o respeito pelos direitos autorais devem caracterizar a realização dos trabalhos e seu autor (estudante do ISCED). Avaliação Muitos perguntam: Como é possível avaliar estudantes à distância, estando eles fisicamente separados e muito distantes do docente/turor!? Nós dissemos: Sim é muito possível, talvez seja uma avaliação mais fiável e consistente. Você será avaliado durante os estudos à distância que contam com um mínimo de 90% do total de tempo que precisa de estudar os conteúdos do seu módulo. Quando o tempo de contacto presencial conta com um máximo de 10%) do total de tempo do módulo. A avaliação do estudante consta detalhada do regulamento da de avaliação. 7 Os trabalhos de campo por si realizados, durante estudos e aprendizagem no campo, pesam 25% e servem para a nota de frequência para ir aos exames. Os exames são realizados no final da cadeira disciplina ou modulo e decorrem durante as sessões presenciais. Os exames pesam no mínimo 75%, o que adicionado aos 25% da média de frequência, determinam a nota final com a qual o estudante conclui a cadeira. A nota de 10 (dez) valores é a nota mínima de conclusão da cadeira. Nesta cadeira o estudante deverá realizar pelo menos 2 (dois) trabalhos e 1 (um) (exame). Algumas actividades práticas, relatórios e reflexões serão utilizados como ferramentas de avaliação formativa. Durante a realização das avaliações, os estudantes devem ter em consideração a apresentação, a coerência textual, o grau de cientificidade, a forma de conclusão dos assuntos, as recomendações, a identificação das referências bibliográficas utilizadas, o respeito pelos direitos do autor, entre outros. Os objectivos e critérios de avaliação constam do Regulamento de Avaliação. ISCED Disciplina: Ecologia 9 TEMA – I: CONCEITOS E ORIGEM DA ECOLOGIA UNIDADE Temática 1.1. Conceitos aplicados em Ecologia. UNIDADE Temática 1.2. Origens e Desenvolvimento da Ecologia. UNIDADE Temática 1.3. Princípios metodológicos e abordagens de estudo da Ecologia. UNIDADE Temática 1.4. Aplicação da Ecologia. UNIDADE Temática 1.1. Conceitos aplicados em Ecologia. Definição O termo ―ECOLOGIA‖ provém das palavras gregas oikos que significa ―casa‖ e logos que siginica estudo, ciência. Olhando para a origem da palavra, é comum dizer-se que a ecologia é o estudo ―da casa onde vivem os organismos‖. O termo ecologia foi utilizado pela primeira vez em 1869 por Ernest Heackel . Haeckel, considerou a ecologia como sendo o estudo científico das interacções entre os organismos e o seu ambiente (Begon et al, 1996). É comum definir-se a ecologia como sendo a ―ciência que estuda as relações entre os organismos vivos e o meio ambiente‖ (Odum,1997)ou o ―estudo das interacções entre os organismos e o seu ambiente‖ (Krohne, 2001). Tjallingii (1986) define a ecologia como sendo ―o estudo das relações entre os organismos e entre eles e o meu ambiente‖. As definções acima apresentadas implicam a compreensão de organismo e de ambiente. A definição de organismo é dada na sesecção 3.1.1 e o ambiente de um organismo compreende todos os factores e fenómenos externos ao organismo e que exercem influências sobre o mesmo. Os factores e fenómenos do ambiente que podem influenciar o organismo podem ser físicos ou químicos (factores ISCED Disciplina: Ecologia 10 abióticos) bem como o conjunto de interacções que esse organismo estabelece com outros organismos (factores bióticos) (Begon et al, 1996). A resposta à pergunta que a seguir é colocada, ajuda a compreender definições acima apresentadas. Que factores do anbiente podem exercer influência sobre um peixe (organismo) no seu habitat? Os factores abióticos (não vivos) que interagem com o peixe podem ser as correntes do mar, a salinidade, a temperatura da água e substâncias químicas diversas que são lançadas ao mar através das diversas actividades humanas. O mar está em constante circulação, as diferenças de temperatura entre os polos e o equador, originam ventos constantes que provocam correntes superficiais; para além destas, desenvolvem-se correntes mais profundas geradas pelas diferenças de temperatura e de salinidade da água. No ambiente marinho, a circulação da água proporciona a distribuição de alimentos para o peixe. Por exemplo, a circulação ascendente produzida pela Corrente de Peru gera uma das zonas mais produtivas do mundo em termos de pescado (Odum, 1997). Um dos problemas ecológicos das zonas costeiras de Moçambique é a poluíção marinha que pode ser causada por desastres de navios, descargas dos esgotos domésticos e industriais. A poluíção marinha afecta a fauna e aflora marinhas (Honguane, 2007). Foi muito divulgado o desastre do navio-tanque grego, Katina P, que, ao afundar na baía de Maputo descarregou milhares de toneladas de hidrocarbonetos (Rádio Moçambique, 2010). No mar, o peixe não vive isoladamente, ele compete pelo mesmo alimento com os outros organismos, e pode ser parasitado por outros organismos (bactérias ou vermes), ou pode servir de alimento para outros peixes. Como pode imaginar, o conjunto de todas as possíveis interacções entre ISCED Disciplina: Ecologia 11 um organismo e o meio ambiente podem ser inúmeras. Uma outra definição igualmente bem divulgada é dada por Krebs (1972) que considera a ecologia como sendo ― o estudo científico das interacções que determinam a distribuição e abundância de organismos‖. Esta definição tem o mérito de oferecer o objectivo final da ecologia, que é compreender onde os organismos ocorrem, quantos são e o que fazem, porém, a definição não inclui a palavra ambiente. Analisando as duas primeiras definições, percebe-se que elas colocam o ambiente numa posição central. Por este motivo, Begon et al (1996) consideram vaga a definição de Krebs. Domínio da ecologia O domínio da ecologia ou campo da ecologia compreende os níveis de organização biológica mais complezas, que partem do organismo até ao ecossistema e a biosfera (Odum, 1997 & Krohne, 2001). Pertencem ao domínio da ecologia o indivíduo, a população, a comunidade, o ecossistema e a biosfera (Tjallingii, 1986; Odum, 1997 & Krohne, 2001). Os níveis de organização biológica que constituem o domínio da ecologia são definidos na secção seguinte (2.1). Ecologia e os níveis de organização biológica Os biólogos tendem a organizar, ou ―arrumar‖ os seres vivos em hierarquias em que um nível de organização superior vai incluindo progressivamente os nívei inferiores. Para visualizar isso, abaixo são apresentados e definidos os níveis de organização biológica que partem da célula (nível mais baixo)até a biosfera (nível mais alto). Os níveis inferiores ao indivíduo ( a célula, os tecidos, os órgãos, os sistemas ou aparelhos não pertencem à ecologia, mas sim ao campo da Biologia). ISCED Disciplina: Ecologia 12 A célula é unidade básica da vida, é constituída por organelos. Os organelos são estruturas presentes no interior das células, que desempenham funções específicas. São formados a partir da união de vároas moléculas que por sua vez são constituídas por átomos. Existem vários tipos de células, cada uma com uma função específica como, por exemplo, as células musculares e as células da pele. Os tecidos são constituídos por células. Os tecidos são formados pelo conjunto de celulas e estão presentes apenas em alguns oragnismos pluricelulares como as palantas e os animais. Dando seguimento ao exemplo das células acima indicado, as células muscularaes formam tecido muscular que tem a função de produzir os movimentos musculares dos braços, das pernas e de outros órgãos. Diferentes tecidos formam órgãos que funcionam em harmonia para desempenhar uma determinada função. Por exemplo: a raiz das plantas é um órgão que é constiyuído por vários tecidos cuja função geral é de absorver e transportar água e sais minerais para a planta; o coração é formado por tecido muscular, sangíneo e o tecido nervoso e tem como função didtribuir o sangue pelo corpo. Os sistemas são formados por órgãos que trabalham em conjunto para exercer uma determinada função corporal. Por exemplo: alguns órgãos que fazem parte do sistema digestivo compreendem a boca, o estômago, os intestinos, o fígado e o pâncreas. O organismo (o organismo individual, o indivíduo, a espécie individual) é constituído por vários sistemas. Existem organismos unicelulares e organismos pluricelulares. Por exemplo: a bactéria que provoca a cólera é um organismo unicelular. Já uma planta, um peixe, uma rã, um mosquito, são organismos pluricelulares. A população ―é o conjunto de indivíduos que pertencem à mesma ISCED Disciplina: Ecologia 13 espécie habitando numa certa área e que interactuam e se cruzam livremente‖ (Tjallingii, 1986). Uma espécie biológica é o conjunto de indivíduos ou populações que estão ou têm o potencial de se intercruzarem. As populações da mesma espécie estõ isoladas em termos reprodutivos de outros grupos, com os quais, quando se cruzam, não originam indivíduos férteis (Krohne, 2001). Por exemplo, na reserva de Gorongoza são encontradas populações de leões, de búfalos, de zebras, de girafas, de entre outras. Estes animais pertencem a espécias diferentes. Na natureza, estas espécies não se cruzam livremente entre elas, por isso, se diz que estão isoladas uma das outras, em termos reprodutivos. Se no entanto o conseguissem, os seus descendentes não seriam férteis, ou seja, os descendentes resultantes desse cruzamento não produziriam descendentes iguais. Vários exemplos de populações e espécieas que constituem recursos cinegéticos ( com interesse para caça) e são citados em trabalhos desenvolvidos por GENTINSA/AECI (1995), na província de Cabo Delgado. As populações dessas espécies encontram-se geralmente reduzidas e incluem de entre outras, as seguintes: I. Populações de Hipopótamos (Hippotamus amphibius) que habitam pontos de água permanente; as populações de hipopótamos ocorrem em grupos de baixas densidades nos rios Lúrio (desde Papai até a sua foz), rio Montepuez, rio Messalo e, rio Rovuma-Lugenda; igualmente, ocorrem alguns efectivos nas lagoas Lidedes, Nangade, N’guri, Bilibiza e Nhandjemuano; II. Populações de zebras, cuja área de distribuição compreende unicamente a zona situada entre a Sede dos Postos administrativos de Ngapa e Chapa, no norte de Naitoro e Lugenda. Dentro desses territórios, as populações ocorrem em ISCED Disciplina: Ecologia 14 grupos pequenos, sendo os indivíduis de pequeno porte; III. Populações de búfalos (Syncerus caffer), totalizando possivelmente menos de um milhar de indivíduos, como consquência da caça furtiva, da alteração do seu habitat e da mortalidade pela acção de doenças; os búfalos encontram-se distribuídos em vários pontos, especialmente Lugenda-Rovuma, a norte de Quissanga e Muidumbe (área de Messalo e lagoa de N’guri); IV. As populações de impalas (Aepyceros melampus), espécie característica das savavas arborizadas; as populações são muito reduzidas; localizam-se principalmente na região setentrional e ocidental e nas zonas de confluência dos rios Megaruna e Lúrio; a população residente de Intutupe (Ancuabe) considera, no entanto, a impala abundante, sendo utilizada como alimento. Morin (1999) define a Comunidade como sendo ―a menos fracção da enorme colecção global de espécies que pode ser encontrada num determinado local‖ e estipula um mínimo de duas espécies coexistentes num determinado local, para que seja constituída a comunidade. A comunidade pode também ser definida como sendo o conjunto de populações de totas as espécies que vivem numa detrminada área, num dado período de tempo (Krohne, 2001). Na natureaza, as plantas e os animais não vivem isoladamente como entidades. Eles partilham os mesmos ambientes e interagem de várias maneiras. Dando continuidade aos exemplos de Cabo Delgado, a região que compreende as zonas lacustres, fluviais e as savanas que se encontram à beira dos rios, constitui uma das entidades faunísticas características da província. É uma zona heterogénea abarcando locais com cursos de água corrente, bancos de areia fluviais, charcos estacionados, lagos, bosques, savanas, canaviais ou caniçal. Devido a disponibilidade de água, a região torna-se muito produtiva atarindo comunidades de fauna bastante diversificada como é o caso dos ISCED Disciplina: Ecologia 15 hipopótamos, os inhacosos, os crocodilos e galápagos que frequentam a zona (GENTINSA/AECI, 1995). Analisando as definições de comunidade acima apresentadas, nesta unidade heterogénea podemos então distinguir as comunidades vegetais, constituídas pelas populações de árvores, arbustos, gramíneas (capim) o caniço, bem como, as comunidades animais constituídas pelas populações de todas as espécies de aniamis que coexistem naquela zona. A biosfera ou ecosfera inclui todos organismos vivos da Terra que interagem com o seu ambiente físico, como um todo ( Odum, 1997). A biosfera compreende três regiões físicas distintas; Litosfera – é a camada superficial sólida da Terra, constituída por rochas e solos ( NASA Education, 2011). Hidrosfera – Toda a água da Terra é contida num sistema que é designado por hidrosfera. Os subssitemas da hidrosfera incluem os oceanos, os glaciares e outras formas de água congelada, águas subterrâneas e o vapor de água contido na atmosfera. Cada subsistema é designado por ―reservatório‖. O maior reservatório é o oceano e compreende mais ou menos 97% da água da Terra ( NASA Education, 2011). Atmosfera – é a camada gasosa que circunda a superfície da Terra, envolvendo portanto, a litosfera e a hidrosfera, atinge uma espessura de 600 km ( NASA Education, 2011). Prestando atenção para a definição, pode-se dizer que a biosfera abarca uma grande diversidade biológica (biodiversidade). O desenvolvimento tecnológico que acompaha o Homem sobre a natureza tem vindo a provocar fortes alterações sobre as três componentesda biosfera. Por exemplo, a combustão de hidrocarbonetos para a obtenção de energia tem sido responsável, em grande medida, pela alteração da composição química da atmosfera, poluíndo rios, lagos, e oceanos (hidrosfera) e o transporte marítimo desse combustíveis, por grandes ISCED Disciplina: Ecologia 16 petroleiros, tem provocado acidentes que causam a morte de milhões de seres vivos, reduzindo a biodiversidade. O reconhecimento e a distinção da biosfera, reveste-se hoje de uma grande importância prática pelo crescente surgimento de reservas da biosfera no mundo que têm vindo a ser designadas pela UNESCO ( Organização das Nações Unidas para Educação, Ciência e Cultura) e que visam a realizar a gestão e conservação da biodiversidade de uma região. A selecção dessas reservas é feita a partir de propostas dos estados membros da UNESCO, seguida de uma avaliação por especialistas que assessoram o programa Homem e a Biosfera ( MAB). Anualmente, durante a reunião do Conselho Internacional de Coordenação do Programa, composto por representantes dos estados, são designadas novas reservas. Participam neste processo as comunidades locais, as organizações não governamentais, as autoridades e peritos em questões ambientais. África do Sul, camarões e Madagáscar, de entre outros, são alguns exemplos de países africanos obnde foram declaradas várias reservas da biosfera (UNESCO/MAB, 2010). UNIDADE Temática 1.2. Origens e o desenvolvimento da ecologia. Origem A ecologia teve um percurso histórico longo e sempre suscitou vários debates de diversos pensadores que ao longo do tempo foram aparecendo. A ciência da ecologia teve, ao longo da história, um desenvolvimento paulatino, como todas as outras ciências. As obras dos antigos pensadores e filósofos da cultura grega já continham assuntos de natureza ecológica, apesar de que ainda não utilizavam a desegnação de ISCED Disciplina: Ecologia 17 ―ecologia‖ para o tipo de material que era produzido. No século IV a.c., existia o conceito de ―equilibrio perfeito‖ que era um príncipio básico para compreender a natureza. Este conceito, inseria a visão de que a natureza está deseignada para beneficiar e preservar cada espécie e que as espécies permanecem sempre imutáveis. Por isso, a eclosão das pragas era considerada passageira e muitas vezes atribuída às pinições de natureza divina (Krebs, 1972). Antes de Haeckel descobrir, em 1869, a palavra certa para designar os estudos da ecologia, muitos pensadores da época do renascimento biológico dos séculos XVIII e XIX, tinham já dado a sua contribiição para o estudo da ecologia. Um deles foi Leeuwenhoek (1632-1723) que realizou estudos sobre cadeias alimentares e sobre a regulação da população (temas centrais da ecologia moderna) (Odum, 1997). Vários autores convergem no facto de que a ecologia tem as suas origens na história natural (por exemplo: Krebs, 1972; e Smith, 1991). A história natural é definida, por Krohne (2001), como sendo ―o estudo descritivo dos hábitos, do comportamento dos organismos nos ambientes naturais‖. Analisando esta definição pode-se dizer que a história da ecologia acompanha a hostória do desenvolvimento da humanidade, já que desde a era primitiva, o Homem que dependia da caça, da pesca e outras formas de busca de alimentos, tinha que ter um conhecimento profundo sobre a natureza, para poder encontrar os alimentos necessários para a sua subsistência. Até meados do século XIX os estudos da natureza eram profundamente descritivos, de história natural, que por sua vez propiciaram o levantamento de hipóteses sobre as interacções ecológicas, permitindo o desenvolvimento da ciência da ecologia. Para além da história natural, aw actividades exploratórias da natureza, realizadas por vários geógrafos de plantas botânicos, [rincipalmente nas Américas de Sul e Latina, também contribuíram para a ecologia. Eles encontraram a ISCED Disciplina: Ecologia 18 explicação das diferenças e das semelhanças dos diferentes tipos de vegetação nas semelhanças e diferenças climáticas. O resultado dos estudos exploratórios realizados foi a publicação de trabalhos descrevendo os diferentes tipos de vegetação e a sua correlação com as característucas ambientais. Um dos geógrafos destacados foi Warming (1841-1924), considerado o fundador da ecologia vegetal, tendo estudado a vegetação de algumas regiões do Brasil. Por sua vez, Clements introduziu a dinâmica das comunidades vegetais, sucessão ecológiaca, que examina por exemplo, a dinâmica da colonização da vegetação nas zonas dunares (dunas de areia) ( Smith, 1992). Os primeiros ecologistas estavam mais interessados na vegetação terrestre, mais tarde surgiram estudos sobre as relações entre organismos e o ambiente aquático, desenvolvidos por F.A. forel e A. Thienemann. Forel introduziu o termo limnologia para designar o estudo da vida em ambientes de água doce e Thienemann utilizou os termos proutores e consumidores e introduziu os conceitos de níveis tróficos e ciclos de nutrientes e fluxo de energia nos sistemas aquáticos. Linderman foi outro ecologista interessado em água doce, tendo estudado os ciclos de nutrientes e o fluxo de energia nos sistemas aquáticos; foi quem lançou os estudos da ecologia dos ecossistemas. Os trabalhos de Linderman ajudaram s desenvolver a investigação sobre fluxos de energia e o balanço de nutrientes em vários países da América e Europa (Smiyth, 1992; Shorrocks, 2007). A partir do século XVII, alguns estudantes de história natural e ecologia humana desenvolvem novas abordagens científicas. Um deles Gaunt, considerado pioneiro da demografia. Gaunt trabalhou sobre censos da população humana na cidade de Londres e pela primeira vez determinou quantitativamente alguns parâmetros populacionais. Outro naturalista foi Buffon (1756) apontou a existência de ―forças‖ (algumas doenças e a ecassez de alimentos) capazes de contrabalançar o crescimento populacional, ou seja, o princípio básico da regulação ecológica das populações. Tal como Gaunt e Buffon, os estudos de Thomas Malthus (1766-1834), ISCED Disciplina: Ecologia 19 economista britânico, estimularam também o desenvolvimento da ecologias das populações e, em 1798, Malthus publica um livro sobre a demografia humana, intitulado Essay on populations que gerou uma polémica na altura. No livro, Malthus defendeu a teoria segundo a qual as populações crescem a uma progressão geométrica (2 n-1 ), enquanto os seus recursos alimentares crescem numa progressão aritmética (2n-1) (Krebs, 1972). Em termos simples, segundo a teoria de Malthus,a população aumenta mais depressa do que o abastecimento de alimentos necessários para o seu sustento (Odum, 1997) e o controlo do crescimento da população é exercido pela ocorrência de doenças, fome e outros males (Smith, 1992). Maltus estimulou os estudos da dinâmica das populações que analisam como as populações crescem ( por exemplo: as taxas de natalidade e mortalidade), como se dispersam e como interagem. As ideias de Malthus não eram novas, outros pensadores e pesquisadores anteciparam Malthus. Contudo, pela polémica que gerou a sua teoria, foi Malthus quem mais chamou a atenção da sociedade sobre a questão do crescimento populacional. Nos finais do século XVIII e inícios do século XIX, Malthus e Cahrles Darwin (1809-1882),inglês naturalista, foram os que mais contribuíram para a extinção da visão do ―equilíbrio perfeito‖ da natureza. Dos estudos realizados por esses pensadores, emergiram três conceitos básicos novos que levaram ao descrdito a visão de ―equilíbrio perfeito‖: I. Muitas espécies extinguiram-se ao longo do tempo; II. A pressão populacional causa competição III. A selecção natural e luta pela existência são mecanismos que podem ser evidenciadas na natureza (Krebs, 1972). De facto, Darwin utilizou a teoria de Malthus para desenvolver uma nova teoria da selecção natural e luta pela sobrevivência. A teoria da selecção natural serviu para melhor ISCED Disciplina: Ecologia 20 explicar a teoria da origem e evolução das espécies, sustentando a idéia da ―sobrevivência do melhor daptado‖ ao meio ambiente. Darwion piblicou o livro On the Origin os Species em 1859 que pode ser traduzido para ― A Origem das espécies‖ (Dajoz, 1983; Smith, 1992). Gregor Mendel (1822-1884), monge austríaco, desenvolveu a genética ao estudar a teoria da transmissão de carcteres hereditários. Tanto a genética mendeliana como a teoria de Darwin formam combinadas para compreender a questão da evolução ao ambiente, doisn temas centrais em ecologia ( Smith, 1992). Ramos da ecologia Alguns autores como Odum (1997) dividem a ecologia em duas subdisciplinas principais: o ramo que estuda o indivíduo (autoecologia)e o ramo que estuda os grupos (sinecologia). Dajoz (1983) apresenta três subdivisões: a auatoecologia, a sinecologia e dinâmica das populações. A autocologia estuda a relação entre um organismo individual, ou s espécie individual, com o seu ambiente. A autoecologia analisa essencialmente as questões como os limites de tolerância e as preferências das espécies face aos diversos factores ecológicos (bióticos e abióticos) e examina como o meio ambiente pode influenciar a morfologia, a fisiologia e o comportamento de um organismo ( Dajoz, 1983; Odum, 1997 & Krohne, 2001). Por exemplo, os conhecimentos das preferências térmicas de uma espécie permitirão explicar a sua localização nos diversos meios, a sua distribuição geográfica, abundância e actividade. É o caso dos estudos que nos permitem conhecer a distribuição do mosquitos e da malária hoje. A malária ocorre principalmente nos países tropicais e subtropicais, concretamente na África subsahariana, no sudoeste Asiático e na América so Sul. A ecologia da doença está associada à distribuição da ISCED Disciplina: Ecologia 21 água, uma vez que o estágio larval do mosquito desenvolve-se em corpos de água. Diferentes espécies de mosquito também requerem requisitos diferentes de temperatura, de luz, de água ( se é corrente o estagnada), de vegetação e outros factores. O actual aquecimento global da terra tem vindo a alterar os limites de distribuição do mosquito. Porque a temperatura subiu, o mosquito consegue hoje sobreviver também nas zonas de grandes altitudes onde anteriormente não conseguia sobreviver por serem muito frias (WHO, 2011). A ecologia das populações lida com a dinâmica das espécies que constituem as populações e como essas popula,cões interagem com o meio ambiente (Krohne, 2011). Este ramo enquadra-se na subdivisão que Dajoz (1983) designa por dinâmica de populações. É na ecologia das populações onde são realizados estudos, por exemplo, sobre os factores que são reponsáveis pelo crescimento de uma população (a natalidade) e os factores que contribuem para o seu declíneo (a mortalidade). Outros estudos da ecologia de populações têm ajudado a compreender porque é que a fragmentação dos habitats pode afectar a viabilidade das populações e contrinuir para a sua extinção (Newman, 1993). Por exemplo, em várias regiões de Moçambique, como em Cabo Delgado, as queimadas contribuem para criar um padrão de paisagem em que as zonas cultivadas ficam intercaladas com zonas de savana ou floresta primária ou vegetaçãi secundária (a que se desenvolve depos da queima) (GENTINSA? AECI, 1995). Formam-se assim fragmentos de habitats naturais de vários grupos de animais. Pelo facto de algumas espécies de animais de grande porte como as impalas, zebras e gazelas de Thomson necessitarem de extensas áreas de forragem, os fragmentos de habitats tornam-se pequenos para a busca de alimentos (e de outros recursos) e cirulação para o acasalamento. A longo prazo, estas limitações podem conduzir à ISCED Disciplina: Ecologia 22 extinção de algumas espécies (Newman, 1993). Um caso concreto observa-se em Cabo Delgado. As queimadas praticadas pelo Homem para vários fins, incluindo a caça, têm vindo a contribuir para a fragmentação e eliminação de habitats preferidos por alguns animais tornando-os mais expostos aos seus predadores (especialmente o Homem), para além de diminuir as suas fontes alimentares. Através da fragmentação e eliminação de habitats, aumenta a vulnerabilidade das espécies animais para a sua caça descontrolada, o que ameaça a sua sobrevivência. As espécies como o macaco-cão e o leopardo, por exemplo, estõe reconhecidas internacionalmente como espécies ameaçadas. A caça descontrolada destes animais pode conduzir à sua extinção e, por isso, está em conflito com as regras internacionais e nacionais de conservação de espécies. Sendo a comunidade o conjunto de populações de todas as espécies que coexistem numa detrminada área num determinado período de tempo, a ecologia das comunidades é o estudo das interacções que ocorrem entre os grupos de espécies que coexistem nessa área, por exemplo, a predação e a competição de entre outras interacções. Para além de estudar como as espécies interagem, a ecologia das comunidades preocupa-se em compreender como as comunidades podem mudar com o tempo ( Krohne, 2001). Este ramo (ecologia das comunidades) corresponde à subdivisão sinecologia definida por Dajoz (1983) e por Odum (1997). São enquadrados nea ecologias das comunidades, por exemplo, os estudos do processo de retorno natural da vegetação, depois da queima de uma floresta, num detrminado local. Durante o processo de sucessão podemos observar todas as espécies de plantas (e espécies de outros organismos) que se sucedem ao longo do tempo, até que a floresta eventualmente se restabeleça. Podem ser obseravados alguns aspectos de sucessão vegetal um ano depois do abandono da exploração de uma ISCED Disciplina: Ecologia 23 machamba. Um outro exemplo de sucessão ecológica pode ser observado olhando para os padrões de vegetação que ocorrem na ilha da Inhaca (Maputo). Estes compreendem florestas primárias e secundárias (desenvolvidas depois da queima das florestas primárias). A ecologia do ecossistema estuda a transferência de energia e o movimento de materiais entre as componentes do ecossistema, ou seja, entre a atmosfera, os oceanos, plantas e animais (ciclos biogeoquímicos), como é o caso do ciclo de carbono (Krohne, 2001). A ecologia das paisagens é um ramo novo da ecologia que estuda o problema da heterogeneidade espacial numa detrminada escala geográfica. Ela examina, por exemplo, os padrões do uso da terra eos factores que determinam esses padr~oes. De entre outras ciências, a ecologia das paisagens integra conhecimentos da geologia, ciências do solo, hidrologia, e da climatologia para compreender os determinantes dos padrões observados (Metzger,2001). Para definir os ramos da ecologia são também comuns critérios taxonómicos de divisão em que se estuda esoecificamente um determinado grupo de organismos. Exemplo, a ecologia de plantas, a ecologia dos insectos, a ecologia microbiana (Odum, 1997). Embora centrem os seus estudos num organismo específico, estes estudos dificilmente ignoram outros organismos, pois acabam incluindo também as interacções do organismo central, que é objecto de estudo, com outros organismos. Por exemplo, na obra editada por Crawlwy (1997) sobre ecologia vegetal, Howe&Westley (1997) desenvolvem tópicos ligados à coexistência entre as espécies de plantas e os agentes de dispersão das plantas de entre outros temas abordados. O conjunto das interacções analisadas por Howe&Westley (19987) denota a coexistência entre planats e animais (insectos, aves, mamíferos e outros). Alguns animais como os pássaros e os insectos facilitam a polinização das plantas e a disseminação de sementes. ISCED Disciplina: Ecologia 24 Os vários tipos de ambientes podem também constituir critério para subdivisões (Odum, 1997). Por exemplo, ecologia marinha, ecologia de ágia doce, ecologia do solo, ecologia terrestre, de entre outras. A ecologia marinha estuda a relaçao entre organismos e o meio ambiente marinho. Na ecologia das águas doces é estudada ―a relação entre os organismos eo meio aquático de água doce, no contexto do ecossistema principal‖. Os habitats aquáticos podem ser de água parada (lgos, lagoas, charcos e pântanos) ou corrente (nascentes e rios). A ecologia terrestre estuda a relação entre os organismos terrestres e o meio ambiente. O clima e os solos constituem os dois factores principais que são responsáveis pela estrutura das comunidades ecossistemas terrestres, para além dos factores que resultam das interacções entre as populações que constituem essas comunidades (Odum, 1997). A ecologia do solo, por sua vez, examina as interacções entre os organismos do solo e ambiente do solo. Ela procura ―compreender a dinâmica do solo, enquanto ecossistema, estudando os seus componentes e as interacções entre outros comonentes‖ (Oliveira, 1976). Os organismos do solo, especialmente as minhoca, têm impactos importantes na decomposição da matéria orgânica e na reciclagem de nutrientes (Decaens et al, 2006). A ecologia do solo responde às questões: como o solo funciona? Que nutrientes podem ser reciclados no solo? Que organismos vivem no solo? Que processos ocorrem no solo e que relações é que esses processos têm com a produtividade da vegetação que o solo pode sustentra? ( Coleman&Crossley, 1996; Kilkham, 1994). A ecologia do solo oferece o conhecimento científico necessário para evotar a sobre-exploração dos solos da qual resulta a sua degradação. ISCED Disciplina: Ecologia 25 UNIDADE Temática 1.3. Princípios metodológicos e abordagens de estudo em Ecologia. Homolismo e reducionismo O reduccionismo e homolismo são duas formas de abordagem complementares na investigação ecológica. Os holistas consideram os ecossistemas demasiadamente complexos e para eles, para melhor investigar os ecossistemas, eles devem ser considerados unidades funcionais. Contrariramnte, o reducionistas, consideram que se formos capazes de descobrir como funciona parte de um sistema, então seremos capazes de compreender o funcionamento de todo o sistema( Smith, 1992; Krohne, 2001) Krohne (2001) considera que a ciência se desenvolve na base do reducionismo, uma vez que na base da experimentação, os investigadores reduzem e controlam diferentes variáveis possíveis e estudam com detalhe apenas algumas variáveis de cada vez. Considerando a nossa definição, o interesse da ecologia é de estudar todo o conjunto de interacções em que um organismo participa. Imagine todo o conjunto de possíveis interacções entre uma impla e o meio ambiente num ecossistema do tipo savana em Moçambique. As possíveis interacções entre a impala e savana são inúmeras e, compreender como funciona essa rede de interacções no seu conjunto, seria um dos exemplo dos desafios dos holistas. Portanto, Krohne (2001) considera a ecologia como sendo uma ciência basicamente holista, sendo esta uma abordagem que enfatiza a totalidade das interacções. Contudo, as duas formas de abordagem(reducionista e holista) são consideradas complementares e os reconhecimentos que se tem hoje sobre a natureza foram e continuam sendo conseguidos na base dos ISCED Disciplina: Ecologia 26 dois métodos de abordagem (Smith, 1992; Krohne, 1991). Método científico Lembremo-nos que o método científico estrutura-se basicamente em cinco etapas: I. Observação; II. Definição clara do problema; III. Formulação de hipóteses ( uma hipótese é uma resposta provisória ao problema que, sendo testada, pode ser confirmada ou refutada); IV. Teste de hipóteses; e V. Formulação das conclusões finais. As conclusões finais não significam necessariamente o encerramento definitivo de um detrminado estudo, embora procurem sistematizar os resultados obtidos. De facto, as conclusões finais pode suscitar mais perguntas para posteriores investigações. Além do mais, as conclusões podem servir de base para elaboraç~ao de políticas, de planos de acção ou recomendações de diversa natureza que possam orientar os processos de tomada de descisões. Para testar hipótes em ecologia pode-se utilizar experiências laboratóriais em que o investigador pode reduzir e controlar as variáveis, estudando alguns aspectos com maior detalhe. Porém, a maior parte dos estudos experimentais em ecologia são realizados em campo. Estes podem envolver a manipulação de algumas variáveis, como por exemplo, a remoção ou adição de nutrientes ou de algumas espécies de animais ou de plantas numa dada área, a construção de cercados de modo a vedar o acesso a u recurso, a marcação de algumas espécies de animais de modo a monitorar os seus movimentos e comportamento, de outos tipos de ISCED Disciplina: Ecologia 27 manipulação. Como pode imaginar, nos estudos de campo muitos factores ambientais inevitavelmente interferem com o trabalho experimental que se está a realizar, tornando mais complexa a análise de dados e a formulação das conclusões (Krohne, 2001). Para ilustrar estas complicações, Krohne (2001) apresenta o exemplo da predação de alces (Alces alces) pelos lobos em Isle Royale, Michigan, Estados Unidos. Os alces, também designados por cervos, são animais ruminantes, típicos das zonas frias do Hemisfério Norte, América do Norte e Europa, e que se alimentam de rebentos de folhas de arbustos. O exemplo pode ser adaptado para nossa situação local. Imagine que se observa uma reduao da população de impalas numa savana e somos chamados a investigar a causa dessa redução. Então poderíamos, por exemplo, colocar a seguinte hipótese: porque o leão se alimenta de impalas, o declíneo da população de impalas é o resultado da predaçao dos leões. Numa abordagem reducionista poderíamos simplificar esta relação de predação leão→impala, estabelecendo uma única ligação e consideraríamos as restantes possíveis interelações constantes e exeperimentalmente iríamos manipular a predação para observarmos os efeitos da mesma predação sobre a população de impalas. Poderíamos propor uma campanha de abate de leões e observar osefeitos dessa campanha no aumento sa população de impalas na savana. Poré, posteriormente a essa campanha, poderíamos não observar o efeito desejado. Assim, rejeitaríamos essa hipótese e formularíamos outra até chegarmos a compreender o sistema todo. De facto, as interacções entre a impala e oleão podem ser bem mais complexas. Por isso, ao reduzirmos a população de leões pode dar-se o caso de estarmos a afectar outrs interações que também podem afectar a população de impalas. A redução da população de leões pode por exemplo, exercer efeitos sobre outras presas do leão como as zebras e gazelas. A população destes animais poderia também aumentar, uma ISCED Disciplina: Ecologia 28 vez que o predador tornar-se-ia pouco frequente. Contudo, se as gazelas e as zebras competem com as impalas pelo mesmo alimento (mesmo tipo de capim), a população de impalas, em relação a qual centramos as nossas atenções e pretendemos aumentar, pode vir a diminuir por escassez de alimentos. Então, voltando à nosa manipulação experimental, se ao manipularmos a população de leões verificarmos uma rdeução no número de impalas ficaríamos na dúvida se de facto essa redução resulta da manipulação feita ou se a redução se deve a outras causas, via outras interacções indirectas. Daqui, pode se concluir que é importante observarmos outras possíveis interacções entre apopulação de impalas e o meio na savana em questão, para compreendermos as causas das fluatuações da população de impalas, ou seja, é necessária também uma abordagem holística do sistema. Por isso, Krohne (2001) concluiu que devido a xomplexidade das interacções entre organismo e o meio, em ecologia é difícil assegurar que um trabalho experimental não seja prejudicado por outrs interacções. Portanto, para que a abordagem experimental seja bem sucedida, é necessário: a) Que se tenha um conhecimento muito detalhado do sistema sobre o qual se está a trabalhar ou se pretende investigar; b) Permitir que as interacções mais prováveis sejam previamente conhecidas de modo a garantir a realização de desenhos experimentais válidas e uma boa interpretação de dados. Vários príncipios fundamentais gerais em ecologia são conseguidos na base da comparação de estudos similares, realizados em regiões diferentes. Estes estudos respondem às questões como: será que as conclusões sobre um detrminado estudo podem ser aplicads noutrs regiões, em situações similares? Portanto, a investigação ecológica pode prosseguir na base da interferência ecológica. Na base desses estudos comparativos, se conseguirmos ISCED Disciplina: Ecologia 29 chegar a uma conclusão comum, podemos inferir que descobrimos um princípio mais fundamental. A descoberta de temas comuns em sitemas muito diferentes permite generalizar os príncipios (Krohne, 2001). Explicação, descrição, previsão e controlo A descrição e a explicação são fundamentais em ecologia. Para compreendermos algo é necessário descrevermos e explicarmos devidamente o objecto que pretendemos compreender, o conhecimento constrói-se através da descrição e explicação (Begon et al, 1996). Independemente das formas de abordagem acima descritas (holismo e reducionismo), os ecologistas preocupam-se em responder a três questões básicas: o quê, como e porquê? (Smith, 1992) A resposta à questão o quê implica descrição. As primeiras publicaç~oes em ecologia eram de natureza descritiva, tendo possibilitado a descrição da estrutura das florestas, dos diferentes tipos de graminais, das zonas húmidas, dos processos de sucessão vegetal, da estrutura social das plantas e dos animais, da dispersão das populações, de entre outros ambientes e processos ecológicos. Portanto, a ecologia descritiva caracteriza o que existe e como o que existe se apresenta: a estrutura da população, das comunidades e dos ecossistemas. Ela busca o conhecimento sem testar hipóteses (estudos descritivos) e como deve ser do seu conhecimento, alguns tipos de pesquisa não requerem a formulação e nem teste de hipóteses. Os estudos descritivos têm contribuido para o desenvolvimento da ecologia, abrindo a oportunidade para formulação de questões ou problemas de pesquisa que impulsionam o desenvolvimentp da ciência e da ecologia (Smith, 1992). A ecologia funcional responde às questões: como é que funcionam as populações, as comunidades e os ecossistemas? Aqui é estudado, por exemplo, como funciona uma floresta tropical (o fluxo de enercia e ciclo de nutrientes; como as ISCED Disciplina: Ecologia 30 populações que constituem as comunidades desses ecossistemas respondem às mudanças climáticas ou à acção de pertubações diversas como as queimadas, cheias, ciclones, invasão de pragas, de entre outros numerosos factores. O estudo da função (ecologia funcional)nenvolve a experimentação, que pode ser feita no ccampo como no laboratório (Smith, 1992). Falámos, na secção anterior, que as experiências no laboratório ou no campo envolvem algumas formas de manipiulação (desenhos experimentais) para testar hipóteses e analisámos alguns aspectos básicos que devem ser observados para a realização de uma experimentação. Os cientistas distinguem duas classes de explicações: a explicação imediata e a explicação final. Com base na explicação imediata passa- se a conhecer a causa imediata do fenómeno observado. É com base na explicação imediata que respondemos às questões do tipo ―como?‖; por exemplo, ―como funciona um detrrminado fenómeno?‖ Estudos enquadrados na ecologia funcional. A explicação final, por sua vez, responde às questões do tipo ―porquê?‖ e para o efeito é utilizado o conceito da evoluç~ao ( Begon et al, 1996; Smith, 1992; Krohne, 2001). Krohne (2001) apresenta uma abordagem mais abragente ao afirmar que ―as nossas explicações ecológicas actuais sobre a natureza estão previstas no conceito de evolução‖ Begon et al (1996) dão exemplo do que hoje se observa sobre a distribuição e abundância das espécies de aves e que a seguir apresentamos. A explicação imediata para esta observação pode ser dada na base de factores ambientais diversos como a distribuição dos alimentos, os parasitas e predadores que atacam as aves. Muitas espécies de aves tornam-se abundantes num dado local numa dada época porque ISCED Disciplina: Ecologia 31 abundam os insectos ou sementes que servem de alimento para eles. A abundância de uma espécie de ave acompanha a da disponibilidade de fonte alimentar. Esta seria uma possível explicação imediata. Contudo, poderíamos também perguntar como é que a mesma espécie de ave parece estar ―sujeita‖ a peramnecer sempre nos mesmos lugares onde ela se encontra? Porque é que um leão ou um leopardo adopta o mesmo padrão comportamental quando pretende caçar a presa? Estas questões são explicads com base na evolução. Neste caso concreto, encontramos a explicação final da presente distribuição e abundância de uma espécie de ave nas experiências ecológicas dos seus ancestrais (Begon et al, 1996). Autores referem ainda que em ecologia existem muitos problemas que requerem um explicação final e consideram os problemas que exigem uma explicação final tão importante quanto são as questões relacionadas com o controlo de pragas ou com a preservação de espécies raras. Muitas vezes, os ecologistas tentam fazer previsões do que vai acontecer a um organismo,uma população ou uma comunidade, um ecossistema, sob determinadas circunstâncias e com base nessas previsões tentamos explorar e fazer o controlo dessas populações, comunidades e ecossistemas. Por exemplo, procura-se minimizar o efeito da eclosão de uma praga de gafanhotos, fazendo a previsão de quando é que é mais provável que essa praga ocorra; tentamso proteger as culturas, fazendo a previsão sobre quando é que as condições sã favoráveis para o desenvolvimento duma cultura e desfavoráveis para os inimigos dessa cultura; tentamos proteger uma espécie rara fazendo uma previsão da política de conservação que nos vai permitir realizar essa protecção (Begon et al, 1996). Para facilitar a explicação de fenómenos naturais ou previsões, muitas vezes os ecologistas desenvolvem modelos. Modelos são abstracções ou simulações de fenómenos naturais que possibilitam a visualização mais claar de fenómenos que ocorrem ISCED Disciplina: Ecologia 32 ou a previsão de novos fenómenos. Modelos podem ser fórmulas matemáticas, por exemplo, as fórmulas matemáticas existentes sobre crescimento populacional e que podem ser traduzidos em gráficos (Smith, 1991). É através de modelos matemáticos que os ecologistas foram capazes de esclarecer o crescimento populacional e sobre previs~oes do aquecimento global do planeta Terra e elucidar sobre as consequências desse fenómeno que hoje se traduz nos desastres naturais que se observam. UNIDADE Temática 1.4. Aplicação da ecologia Aplicação da ecologia A ecologia pode ser aplicada na ciência ambiental, a qual envolve os estudos da acção humana sobre a natureza. O homem exerce modificações sobre a natureza, sendo uma delas a poluíção. Os estudos sobre os efeitos do aquecimento global, da poluíção dos rios, dos derrames de petróleo nos mares e oceanos, são alguns dos exemplos de estudo de investigação ambiental que aplicam a ecologia. Para além da ecologia, na ciência ambiental intervêm várias outras ciências como a Química, a Geologia, a Sociologia e a Economia (Krohne, 2001; Smith, 1992). As ciências de gestão de recursos aplicam conceitos de ecologia para gerir de forma sustentável os recursos como populações animais e populações vegetais, de entre outros recursos. A título de exemplo, através da ciência da gestão da vida da fauna bravia é realizado o meneio dos animais selvagens nas reservas naturais e outros habitats,controlando os mecanismos que possam favorecer o desenvolvimento e a manutenção dessas populações animais de modo a providenciarem benefícios recreacionais, culturais ou económicos. A gestão de animais selvagens implica ISCED Disciplina: Ecologia 33 também a necessidade de conhecimentos de gestão de áreas de pasto, de reprodução e refúgio desses animais, de modo a garantir que essas áreas sejam capazes de sustentar a vida das populações animais (Yarrow, 2009). As florestas têm muitas funções. Fornecem a madeira que pode ser utilizada para o fabrico de vários objectos ou como combustível, fornecem os frutos, taninos, látex e outros produtos; fornecem animais que lá civem que podem ser caçados pelo Homem; protegem o solo, prevenindo a erosão; fornecem o espaço para a recreação e lazer; alternam a apar^encia da paisagem (Newman, 1993). A gestão de florestas constitui o conjunto de métodos que permitem explorar e utilizar de forma sustentável os benefícios directos e indirectos proporcionados pelas florestas. Similarmente, os conceitos da ecologia são aplicados na ciência da gestão dos recursos pesqueiros, a qual regula a actividade pesqueira de um país. A biologia da conservação é uma área que também aplica a ecologia, realizando a conservação e a promoção da biodiversidade. Uma grande pressão é exercida pela população humana para a conversão de áreas naturais, para acomodar as actividades como a agricultura, pastagens e exploração florestal. Estas actividades ameaçam e continuarão a ameaçar durante muito tempo a vida das espécies selvagens. Por isso, aumentam cada vez mais os desafios dos ecologistas para o aconselhamento na tomada de decisões sobre que áreas a preservar, que áreas naturais devem ser sacrificadas e como minimizar os prejuízos da perda da biodiversidade. A conservação deve ser feita sempre em prol da conservação da biodiversidade (Newman, 1993). Na área da agricultura, os conceitos de ecologia são aplicados, por exemplo, no controlo biológico ou biocontyrolo também conhecido por luta biológica. O controlo biológico é o conjunto de métodos que visam reduzir as populações de pragas utilizando inimigos naturais dessas pragas, implicando a intervenção do Homem. É necessário notar que as pragas podem ser eliminadas pela acção de organismos que ocorrem ISCED Disciplina: Ecologia 34 naturalmente e pelos factores ambientais, sem que seja necessária a intervenção do Homem; este tipo de controlo é designado por controlo natural (Shelton, 2010). No controlo biológico aplica-se, muitas vezes, o conceito da predação que é uma interação biológica em que um organismo (predador) consome outro organismo (presa). O emprego de predadores constitui o primeiro sucesso na luta biológica. Existem muitos exemplos deste sucesso sendo um deles, o da utilização de besouro (coleóptero) cujo nome científico Rodalia cardinalis e que é vulgarmente conhecido por ―joaninha‖. Este besoro é originário da Austrália e é actualmente cultivado em várias partes do mundo para ser utilizado no controlo e desenvolvimento da cochonolha da laranjeira (Icerya puchasi). A cochonilha foi introduzida acidentalmente em vários países e contibuiu para a eliminação de plantações de laranjeiras e de limoeiros, de entre outras plantações (dajoz, 1983) Note que a cochonilha é um insecto que ataca também a planta da mandioca. Para que os inimigos naturais sejam eficazes no controlo biológico é necessário que as populações do inimigo cresçam rapidamente quando o hospedeiro está dispnível. O inimigo natural deve reunir alguns requisitos para que seja efectivo no controlo biológico: Ocorrer ao mesmo tempo que ocorre o hospedeiro; Ser fectivo na procura do seu hospedeiro; e Ser específico Nenhum inimigo natural consegue reunir todos os atributos no seu conjunto. Contudo, é necessário que reúna a maior parte deles, para que seja capaz de controlar a população da praga. As aranhas são geralmente predadoras, no entanto, elas procuram várias espécies como alimento, por isso não reúnem o critério desejado (Shelton, 2010). Podemos indicar também a ciência de restauração ecológica como sendo uma área científica que parte de princípios e conceitos de ISCED Disciplina: Ecologia 35 ecologia já estabelecidos. A restauração ecológica é uma actividade intencional que inicia ou acelera a recuperação de um ecossistema, no que respeita a sua saúde, integridade e sustentabilidade (Young et al, 2005). A prática da restauração ecológica lida, por exemplo, com aspectos relacionados com a recuperação de solos, controlo da erosão, o reflorestamento de áreas degradadas, melhoramento de habitats, recuperação de zonas contaminadas ou degradads, durante a exploração mineira e a recuperação de áreas de pastagem (James, 2010). EXERCÍCIOS DO TEMA I 1. Busque na literatura outra definição de ecologia diferente das apresentadas neste manual e faça uma análise crítica damesma, comparando-a com uma das definições apresentadas neste capítulo? 2. Pesquise na literatura e descreva 4 áreas de aplicação da ecologia que sejam diferentes das que estão apresentadas neste manual? 3. Indique duas áreas científicas que contribuiram para o para o desenvolvimento da ecologia? 4. Explique a importancia de ecologia? 5. Quais são os niveis de organização biológica que conheces? 6. Indique os principais ramos de estudo da ecologia? TEMA – II: ECOSSISTEMA UNIDADE Temática 2.1. Conceitos e classificação dos ecossistemas naturais (Mundiais e de Moçambique). UNIDADE Temática 2.2. Ecossistemas Artificiais. ISCED Disciplina: Ecologia 36 UNIDADE Temática 3.3. Ecossistemas degradados. UNIDADE Temática 2.1. Conceitos e classificação dos ecossistemas naturais (Mundiais e de Moçambique) Ecossistema Um ecossistema é uma sistema ecológico processador de energia que inclui a comunidade e o seu ambiente fisico. As populações de organismos do sistema (plantas, animais e outros organismos) são os objectos através dos quais o sistema funciona. As entradas para dentro do ecossistema (inputs) são abióticas e bióticas. Os inputs abióticos são energia e a matéria inorgânica. A energia influencia a temperatura e a humidade. A matéria inorgânica é constituida pelos nutrientes que influenciam o crescimento e a reprodução. Os inputs bióticos incluem outros organismos que entram para o ecossistema bem como as influências exercidas por outros ecossistemas (Smith, 1992). Ainda segundo Smith (1992), é muito importante reter que nenhum ecossistema se encontra isolado de outros ecossistemas. Um ecossistema é influenciado por outros ecossistemas, como sistemas abertos, as saidas de um ecossistemas podem ser as entradas de outro vice versa. Quando se estuda um ecossistema é preciso estabeler os limites do ecossistema em estudo, em ecossistema terrestre, aquático, entre outros. É dificil estabelecer as fronteiras exactas entre os ecossistemas e pode- se afirmar que não existem limites no que respeita a dimensão de um ecossistema, sendo que o investigador pode estabelecer as dimensões de um ecossistema de acordo com o seu interesse de estudo. Assim, os ecossistemas podem variar desde, por exemplo um vaso contendo solo e plantas, um jardim, uma machamba até as formas mais amplas como as florestas e savanas; os ecossistemas podem ser sistemas naturais ou sistemas criados pela acção humana. ISCED Disciplina: Ecologia 37 Tipos de Ecossistemas Os ecossistemas segundo a sua origem podem ser classificados em dois tipos, ecossistemas naturais e ecossistemas artificiais e podem ser terrestres ou aquáticos. Ecossistemas Naturais São aqueles que existem na natureza, resultantes de factores geológicos e biológicos sem nenhuma intervenção do homem. Tipos de Ecossistemas naturais Biomas Segundo O’ Hare(1988), biomas são definidos como sendo ecossistemas globais, caracterizados em função da vegetação predominate. Assim definidos, os biomas, mostram uma relação estreita entre: ( i) o solo e o clima ( factores abióticos) e ( ii) a vegetação e os organismos adaptados a ela ( factores bióticos). Vários ecologistas classificam os biomas de várias maneiras, por exemplo Whittaker (1975, Apud Morin, 1999) designou 36 biomas diferentes. Neste capítulo, apresenta-se uma classificação simplificada, com base em alguns autores como UCMP (2007), Krohne (2001) e O’Hare (1988). Assim, podemos destinguir no nosso planeta os seguintes biomas naturais principais: a tundra a floresta de folhagem decidua ou caduca, os graminais, os desertos, os biomas de água doce e os biomas marinhos. Tundra ISCED Disciplina: Ecologia 38 Segundo UCMP (2007) e Krohne ( 2001), o termo tundra provém da palavra finlandesa, tunturi que significa " planície sem árvores". A tundura ocorre a partir do limite norte da linha de árvores, na região sul da massa de gelo do oceano Árctico, estendendo-se até as zonas montanhosas da América do Norte, Europa e Sibéria,. Compreende enormes planícies sem árvores, cercadas de lagos e charcos. A tundura é o bioma que ocorre em regiões de clima mais frio, com temperaturas que chegam a atingir 40 o C negativos durante o inverno escuro que dura cerca de seis meses; a precipitação annual total é escassa ( 150 a 250 mm), chegando a ser inferior do que a da maioria dos desertos quentes. O solo superficial, até mais ou menos 5 centímetros descongela durante o verão, mas o sbsolo é permanantemente congelado ( permafrost); o permafrost pode atingir uma profundidade de 400 a 600 metros (Krohne, 2001; UCMP, 2007). Devido ás caracteristicas do solo, a vegetação é geralmente rasteira de crescimento lento, algumas espécies que mal se desenvolvem na tundura, crescem melhor naslatitudes mais baixas. A vegetação varia conforme as características de região. Em algumas regiões abundam arbustos anões, musgos e líquenes (Krohne, 2001). As plantas da tundura reproduzem-se vegetativamente, por meio de rizomas, bolbos, ou tubérculos que são órgãos que resistem ao frio, que podem permanecer no estado latent durante o inverno e produzir rebento no verão, as plantas da tundura estão também adaptadas á seca, uma vez que a água se encontra congelada e a chuva é escassa (Krohne, 2001; UCMP, 2007). A fauna adaptada á tundura é contituída por roedores e outros animais escavadores( vivem por baixo da neve); de entre outros ani,ais, encontram-se também as renas, as lebre-árcticas, as raposas, os esquilos as dononhas e várias espécies de aves ( UCMP 2007). ISCED Disciplina: Ecologia 39 Florestas de coníferas As florestas de coníferas ocorre no hemisfério norte, entre a tundura ( a norte) e a floresta decidua ( a sul). Encontra-se distribuída pela América do Norte , Europa e a Ásia. O bioma compreende a taiga, a floresta boreal, as florestas de coníferas das zonas montanhosas e as florestas de coníferas das regiões conteiras. As coníferas constituem um grupo de plantas a que pertencem, por exemplo, os pinheiros e são assim designadas pelo facto de apresentarem frutos de forma de cones ( pinhas). As florestas de coníferas constituem uma vegetação sempre verde ( conservam-se verdes durante todo ano). As folhas são geralmente pequenas e finas, modificadas n forma de agulhas ( redução da área foliar) e cobertas por uma cutícula de cera, que as permite resistir ao frio e á seca fisiológica; as conífera chegam a suportar temperaturas negativas extremas, inferiors a -30 o C. Várias espécies de coníferas possuem seiva oleosa, chamada resina, que não é agradável para muitos insectos que evitam consumer estas plantas. A resina atrasa a decomposição das folhas, quando came no chão florestal, por isso, o chão florestal, neste bioma, apresenta uma boa espessura de manta morta. A resina das coníferas são inflamáveis, daí resulta a alta susceptibilidade deste bioma ao fogo. A precipitação media anula na floresta de coníferas varia de 300 a 900 mm e algumas florestas recebem até2,000mm( a quantidade de precipitação depende da localização da floresta).nas florestas borealis os invernos são longos, frios secos, enquanto os verões são curtos e moderadamene quentes. Nas latitudes mais baixas , a precipitação é bem distribuída ao longo do ano. A taiga ocorre imediatamentea sul do círculo polar árctico. É u tipo de floresta de coníferas mis dispersas, que estabelece a transição entre a tundra e a floresta boreal. Tal como a tundra, o solo de algumas regiões ocupadas pela taiga congeladas durante o inverno, ficando ISCED Disciplina: Ecologia 40 descongeladas no verão. A floresta boreal é um tipo de floresta de coníferas luxiriosa, mais fechada e de crescimento mais vigoroso, que ocorre mais a sul. Nas zonas montanhosas as espécies de coníferas tornaam-se mais dispersas e nas zonas costeriras da América do Norte, a florestade coníferas assemelha-se á floresta boreal, sendo mais vigorosa e fechada. Devido ao alto poder de inlfamação da vegetação e as temperaturas altas de verão, o fogo exerce um factor importante na estrutura da floresta de coníferas, sendo os relâmpagos a principal causa da frequência do fogo. Algumas espécies de pinheiros são bem adaptadas ao fogo, os seus cones abrem quando são atingidos pelo fogo( Krohne 2001). Ocorrem várias centenas de espécies de coníferas, algumas das quais com importância económica, sendo aplicada por exemplo na contrução, fabric de mobiliário e do papel. De entre as espécies com grande valor económico encontram-se os pinheiros. Na floresta de coníferas ocorrem naturalmente, várias espécies de cogumelos comestíveis, frutas silvestres, flores e espécies de plantas com valor medicinal. Para além de oferecer a madeira, a floresta de coníferas é explorada para fins de lazer e ecoturismo, principalmente na primavera e verão quando várias espécies de aves migram para a floresta boreal. A fauna da floresta de coníferas é diversificada, devido à variedade de recursos vegetai (casca, rebentos das árvores, flores. Frutos e sementes). De entre outros, ocorrem lebres, lobos, alces e raposas que conseguem permanecer activos no inverno devido à pelagem espessa e quente. Durante o inverno, alguns mamíferos tornam-se inactivos como defesa contra frio e os animais escavadores refugiam-se debaixo do solo para conservaren o calor corporal. ISCED Disciplina: Ecologia 41 Floresta temperada decídua A floresta decidua está distribuída pela Europa (noroeste, centro e leste) a Ásia ( China, Coreia e Japão). O Canadá e o nordeste dos Estados Unidos da América, em regiões expostas às masas de frio, que são responsáveis pela ocorrência de quarto estações do ano. As temperaturas media mensais variam de -30 o C a 30 o C, sendo a media annual de 10 o C. os verões são quentes e húmidos e os invernos frios. A precipitação annual é de 750 a 1500 mm de chuva, bem distribuída ao longo do ano (UCMP, 2007). Os solos da floresta decidua são geralmente castanhos, com uma boa espessura de matéria orgânica, ricos em minhocas e outros decompositores; são solos geralmente férteis, obtendo-¬ase boms rendimentos agrícolas a partir deles. Os solos suprotam várias espécies de árvores, arbustos e ervas de folha larga, como o ulmeiro, a faia, a bétula e o castanheiro (O’Hare, 1988). Contrariamente às coníferas , a vegetação apresenta folhas largas, que não possuem protecção especial contra a perda da humidade por transpiração. Como resposta á redução da luz e temperature que ocorre durante o outono e o inverno, as plantas deixam cair as suas folhas. A queda das folhas pela vegetação constitui uma adaptação que previne contra a perda de água durante o inverno. Esta é a principal carcterística da vegetação e que confere o nome à floresta ( floresta temperada de folhagem de cídua ou floresta de folhagem caduca). O grande mamífero típico deste bioma é o urso negro. Ocorrem também as raposas e os esquilos (O’Hare, 1988). Floresta tropical húmida ISCED Disciplina: Ecologia 42 A floresta tropical húmida é encontrada perto do equador , entre o Trópico de Câncer e o Trópico de Capricónio, onde a precipitação media anual é superior a 2000 milímetros. A chuva é bem distribuída ao longo do ano e as temperaturas medias anuais são mais ou menos constants ao longo do ano, podendo entre 20 o C a 25 o C (UCMP, 2007). As áreas de dintribuição das floresta tropival húmida incluema Bacia do Amazónia na Américado Sul, África occidental ( Zaire e Guiné- Bissau); alguns fragmentos são encontrados na Índia, Indonésia e na Zona Norte da Austrália (O’Hare, 1988). A vegetação é muito densa, ocorrendo uma grande diversidade de espécies. Uma das características importantes da vegetação é a de apresentar uma maior predominância de plantas epífitas, comparativamente a outros biomas. É também encontrada uma grande diversidade de plantas parasitas e plantas trepadeiras (UCMP, 2007, Krohne, 2001). A vegetação apresenta pelo menos três estratos de vegetação e a competiçäo pela luz é intesa, dada a alta densidade de espécies. Existe um estrato de árvores de muito altas gigantes que emerge por cima do estrato de que forma uma copa fechada ou abóbada ( estrato de árvores emergentes). Este estrato superior compreende uma grande diversidade de espécie de árvores muito altas que podem atingir mais de 60 metros. Num hectare de floresta podem ser encontradas mais de 100 espécie de árvores fazendo parte do estrato superior (UCMP, 2007, Krohne, 2001). O estrato imtermédio, é portanto, constituído por trepadeiras (lianas), árvores menores, fetos e palmeiras. O interior de uma floresta tropical húmida torna-se escuro, tem pouca luz, devido á sombre produzida pelas árvores do estrato intermédio e superio( UCMP, 2007, Krohne, 2001). Como forma de maximizar a captação da luz solar, grande parte das ISCED Disciplina: Ecologia 43 plantas deste estrato possuem folhas largas. O estrato inferior compreende árvores de dimensões pequenas, porém a existência deste estrato, depende do grau de disponibilidade da luz. Em florestas muto fechadas, este estrato pode não existir, por falta da luz ( Krohne, 2001). O chão da floresta é coberto por uma camada de lixo florestal, sempre húmida devido ás chuvas ntensas, que é composta por folhas mortas e outros restos de vegetais e animais Krohne, 2001). Poucas plantas estão presentes no chão florestal, devido á falta de luz. No entanto, as condições de temperature e humidade e as condições criadas pelo lixo florestal permitem o desenvolvimento de vários organismos decompositores como as minhocas bactérias e fungos ( o lixo florestal funciona como se fosse uma pilha de adubo( Krohne, 2001). A floresta tropical devido a grande diversidade de recursos e nichos que oferece, compeende a maior diversidade de espéciaes do mundo. Por exemplo, uma grande diversidade de aves que ocupa os estratos superiors encontra uma alta diversidade de recursos alimantares, como insectos, frutos, sementes, nectar das flores, rebentos de plantas; varias espécies de animais estão adaptados a viver sobre as árvores; o chão da floresta é ocupado por animais roedores que se alimentam de frutos e sementes que came dos estratos superiors; o chão florestal constitui um ambiente propício para ocorrência de animais como sapos e rãs e por isso, as cobras contituem o principal grupo de predadores da floresta( O’Hare, 1988). Graminais Os graminais são zonas que apresentam um Sistema contínuo ou menos plano e coberto predominantemente por gramíneas (O’ Hare, 1988; UCMP, 2007). ISCEDDisciplina: Ecologia 44 As gramíneas são plantas herbáceas com folhas, caules aéreos e caules subterrâneos( rizoma) capazes de resistirá seca e aos incêndios. Durante a estação seca, os rizomas ficam dormentes; os rizomas rebentam, formando novas folhas e caules, quando inicia a estação chuvosa. Os incêndiso tabém interrompem a dormência dos rizomas. Graminais das Regiões Temperadas Os graminais temperados compreendem as pradarias dos Grandes Planaltos da América do Norte, as estepes da Eurásia Central, as pampas da América do Sul e os celds da África do Sul. Dependente da latitude, a temperature media annual fica distribuída entre 20 o C a 30 o C (as temperaturas de verão podem ser superiores a 38 o C) e a precipitação annual varia entre 500 e 900 mm. as estações do ano estão bem demarcadas, no verão ocorre a máxima precipitação ( O’Hare, 1988; UCMP,2007). Nas zonas mais produticvas, as gramíneas podem atingir 1 metro de altura; o crescimento rápido da vegetação durante a primavera e o verão resulta em altos niveis de adição da material orgânica no solo, proveniente principalmente das raizesç nas zonas menos produtivas as gramineas apresentam cerca de 50cm de altura. Aptodutividade depende da precipitação e dos solos de cada região( O’ Hare, 1988). Savanas Os graminais das regiões tropicais são geralmente designados por savanas. As savanas ocorrem entre o Trópico de Câncer e o Trópico de Capricórnio( O’ Hare, 1988). As savanas estão distribuídas pela África, Austrália, América do Sul e Índia ( UCMP 2007); e constituem um dos biomas mais vasto do mundo, e cobrindo cerca de 20% da superfície da terra ISCED Disciplina: Ecologia 45 (Shorrocks,2007). A distribuição da precitação ao longo do ano é sazonal; a chuva cai na época chuvosa e esta é seuida de um longo período seco ( o period das chuvas altera com o período seco). A precipitação determna uma maior ou menor predominância da vegetação lenhosa principalmente as árvores e gramíneas. As savanas são geralmente caracterizadas pela coexistênia de árvores e gramíneas, apresentam padrões variados de dispersão de espécies de árvores ( Shorrocks, 2007;Smith, 1992, UCMP 2007). Em Moçambique, Angola, Tanzânia, Zaire, Zimbabwe, Zâmbia, Malawi, Angola ocorre a savana do tipo Miombo, cobrindo uma área de 3 milhões de km 2 . O termo miombo provém do nome da árvores Muuyombo ( Brachystegia boehmii), que é dominante em toda neste tipo de savana. As árvores podem atingir 15 a 20 metros de altura, com um estrato basal de arbustos e de gramíneas (Shorrocks,2007). A precipitação varia de 1500mm a 2000mm por ano e a maior parte da chuva cai na época das chuvas ( Novembro a Março/Abril) e ocorre uma longa estação seca. A temperatura media é de 27 o C a 30 o C ( Shorrocks, 2007;Smith, 1992, UCMP 2007). O clima o pastoreio exercem forte influência na estrutura da vegetação; as queimadas que podem ser naturais ou praticadas pelo Homem são frequentes na savana. A frequência das queimadas diminui a densidade da vegetação e mantém as árvores dispersas permitindo a coexistência dos dois principais estratos da vegetação ( as gramíneas e as árvores). Por isso, quando as queimadas são bem praticadas, ajudam a manter a estrutura da savana. O longo período seco favorece uma maior ocorrência do fogo ( Shorrocks, 2007;Smith, 1992, UCMP 2007). Os solos são em geral pobres em nutrientes (Smith 1992; Shorrocks, ISCED Disciplina: Ecologia 46 2007). A pobreza dos solos ( que determina uma comunidade vegetal de fraco valor nutritivo) e a prolongada seca fazem com que a savana de miombo supore uma baixa densidade de grandes mamíferos. O que mais valoriza a importância do miombo para as espécies de maíferos é a sua extensão ( Shorrocks, 2007). Várias espécies de animais são endémicas á região do miombo, como é o caso do antelope roano e do chacal de estria lateral. No entanto, a maioria das espécies de grandes mamíferos que ocorrem noutros tipos de savana ocorrem na savana de miombo, nomeadamente o elefante, rinoceronte, o buffalo. Estes animais compensam a pobreza nutricional da forragem consumindo grandes de alimento. Os carnívoros associados ao miombo incluem a chita, o leão, o leopard e as hienas, dentre outros ( Shorrocks, 2007). Desertos Os desertos ocorrem entre as latitudes 15 o Norte e 35 o C Sul do equador. São exemplos Sahara ( na Àfrica), os desertos de Mojave, Sonora, Chihuahua, da Grande Bacia ( na Amèrica); o deserto do Negev ( no Mèdio Oriente) e o deserto de Gobi ( na Àsia) ( Krohne, 2001). Os desertos ocorrem em regiões onde a evaporação é superior á precipitação. São tipicamente secos e quentes, exibindo uma grande variabilidade da temperature e uma marcante impresibilidade da precipitação ( Krohne, 2001). As temperaturas medias do deserto são de 20 o C a 25 o C, sendo as extremas de 44 o C a 49 o C ( durante o dia ) e cerca de 18 o C negativos (durante a noite ). A temperatura muda drasticamente, sendo demasiadamente alta durante o dia e extremamente baixa durante a noite, porque o ar contém muito pouca humidade; a humidade absorve o calor e a falta de humidade reduz a possibilidade de aquecimento ( UCM,2007 ). ISCED Disciplina: Ecologia 47 A precipitação total anual é inferior a 300 mm. No deserto, de Atacama no Chile, por exemplo nunca chove enquanto algumas áreas do deserto de Kalahari na África ocorrem nevoeiros; a distribuição da chuva varia, mesmo dentro da mesma região – no deserto de Sonora , no Arizona, pode chover numa parte do deserto e não chover noutras áreas que ditam apenas 1 km ( Krohne, 2001 ). Os substratos onde ocorrem os desertos são demasiadamente variáveis, dependendo da região onde o deserto ocorre. Alguns são pouco profundos, outros são constituídos de areias brancas, profundas e antigas, outros são de origem vulcânica. Alguns desertos, o Grande Lago Salgadona América do Norte, são salgados e derivam da seca de lagos. O chão de alguns desertos é constituído por pedras, designados por ―pavimentos do deserto‖ que por vezes ficam cobertos de materiais brilhantes constituído de argilas e óxidos de ferro e manganésio ( Krohne, 2001 ). As plantas que vivem no deserto possuem mecanismos de adaptação que os permite sobreviver em ambientes de escassez de água. Ocorrem plantas suculantes como os cactos, pequenas ervas e arbustos. Os cactos são capazes de conservar água nos seus ramos e caules e as suas folhas são transformadas em pequenos espinhos ( UCM, 2007 ). Outras adaptações incluem o desenvolvimento de um número reduzido de folhas pequenas. Algumas plantas desenvolvem um sistema de raízes muito profundo que os permite extrair água em profundidade. Várias plantas são efémeras, ou seja têm um ciclo de vida muito curto, crescem e florescem e produzem sementes no curto período de chuvas ( algumas semanas ) ( Krohne, 2001). Para evitar o calor, alguns animais são escavadores e possuem hábitos nocturnos. Por falta de água, vários animais bebem pouca água e obtém água a partir dos alimentos que consomem ( leia os exemplos de adaptações de animais e plantas às condições de temperatura e escassez de água apresentados da unidade II, capítulo II, páginas 29 e 32 ) ISCED Disciplina: Ecologia 48 Biomas de água doceA Água doce é definida como tendo uma concentração de sal baixa, normalmente inferior a 1%. As plantas e os animais de água doce estão adaptadas ao baixo reor de sal e não são capazes de sobreviver em ambientes muito salgados ( nos oceanos, por exemplo ) ( UCM, 2007 ). Os sistemas de água doce podem ser classificados em dois grandes grupos: sitema de águas paradas ou sistemas lênticos e sistemas de águas correntes ou sistema lóticos (Odum, 1993 ). Estes sistemas podem ser agrupados em três tipos principais de regióes: (i) lagoas e lagos; (ii) fontes, rios e riachos (iii) terras húmidas, que constituem a transição entre os sistemas aquáticos e os sistemas terrestres ( Odum, 1993; UCM, 2007 ). Terras Húmidas As terras húmidas formam um conjunto de ecossistemas que constituem a transição entre os sistemas aquáticos e os sistemas aquáticos e os sistemas terrestres. Alguns destes sistemas podem ficar permanentemente húmidos e assim tornam-se importantes para um conjunto de organismos que utilizam esses ecossistemas como zonas de reprodução, de forragem ou de esconderijo ( Krohne,2001). As terras húmidas suportam diversas espécies de plantas aquáticas. Comportam também várias espécies de anfíbios, répteis e aves, pelo que possuem alto valor económico. As terras húmidas podem ser classificadas de acordo comas suas condições de drenagem da água do solo e outras características físicas(Krohne,2001). Por exemplo, os pântanos são bacias planas onde a água flui lentamente saturando o solo. Uma das diferênças entre os pântanos e outros tipos de terras húmidas é que os pântanos são ISCED Disciplina: Ecologia 49 dominados por plantas lenhosas. Bioma marinhos Os sistemas marinhos incluem os oceanos, os corais e as zonas estuarinas; os oceanos compreendem cerca de ¾ da superfície terrestre, constituindo um habitat potencialmente mais vasto [ara as comunidades vagetias e animais. Nos biomas marinhos, as algas e as ervas marinhas são as principais comunidade produtoras. Os oceanos fornecem a maior parte do vapir de água para a precipitação na terra. A importância dos oceanos para o ciclo do carbon foi referida no capítulo I desta unidade. Oceanos Os oceanos estão ligados entre si num vasto oceano global e foram geograficamente divididos em quarto corpos de água: Oceano Pacífico, Atlântico e Árctico. Os oceanos cobrem mais de 70% da superfície do Globo ( Odum,1993). O sal ( cloreto de sódio) é o principal compost químico da água do mar, para além do cloro e do sódio, o magnésio, o potássio, o cálcio e o enxofre que fazem parte da composição da água do mar. A água do mar é alcalina, devido a elevada presença de iões de carga positive ou catiões ( Odum,1993). Distinguem-se nos oceanos diferentes zonas ou regiões. Das costa para o mar profundo, distinguee-se a plataforma continental que começa na linha da costa e desce com um declive suave até ao talude continental ( onde o declive é muito mais pronunciado); a plataforma continental atinge a bacia oceânica(Odum,1993). A região do mar está situada para além da plataforma continental e é designada por região oceânica ou bacia oceânica; é formada por planícies abissais e cordilheiras ou fossas oceânicas ( Odum, 1993; ISCED Disciplina: Ecologia 50 Krohne,2001). A região do declive e da elevação continental é a zona batipelágica que pode ser active geologicamente, com movimentos das placas do substrato, actividades vulcânicas e contém trincheiras e desfiladeiros. A região abissal é a área das profundidades oceânicas 2000 a 5000 metros de profundidade( zona hadal) (Odum,1993). Em profundidade, as zonas podem ser ecologicamente classificadas em termos da penetração da luz, sendo a parte superficial onde a luz penetra facilmente, a zona eufótuca ou fótica- é a zona do corpo de água que recebe a luz e onde ocorre a fotossíntese ( região produtora); a zona afótica— a zona que compreende coluna de água que não recebe luz. A zona eufótica é a mais profunda, onde as águas da região oceânica são claras ( pode ter 100 a 200 metros de profundidade), sendo pouco profunda na costa onde ocorre maior turvação ( cerca de 3 metros de profundidade) (Odum,1993). A zona pelágica é a zona que compreende a coluna de água onde os animais não estão fixos, ou não dependem de um substrato ( o bentos); a zona palágica compreende a plataforma continental e a zona oceânica (Odum,1993). As temperaturas da águas dos oceanos variam bastante e diminuem com a profundidade (Odum,1993; Krohne, 2001). Nas zonas tropicais a temperature media pode atingir os 30 o C, enquanto uqe nas regiões polares a temperature das águas do mar podem estar abaixo das temperaturas de congelamento das água, porem as águas permanecem no estado líquido devido ao seu teor de sa ( Krohne, 2001). Em geral , os organismos que habitam os oceanos estão adaptados ás correntes de água e á pressão exercida pela água. As correntes podem ser geradas tanto pelas mudanças de temperature, como pela salinidade e tanto a temperature como a salinidade influenciam a densidade da água. As correnytes são importantes para a circulação de nutrientes do fundo dos oceanos para zonas mais superficiais. A alta produtividade dos oceanos que se reflecte na alta riqueza do pescado é o resultado da ocorrência das correntes marinhas frias ISCED Disciplina: Ecologia 51 ascendentes que trazem á superfíe os nutrientes das camadas mais profundas (Odum,1993; Krohne, 2001). Para além de outros organismos, os nutrientes são utilizados pelo plâncton marinho inclui o fitoplâncton (produtores) e o zooplâncton ( os consumidores). O plâncton contitui uma grande diversidade de organismos microscópicos que não possuem movimento próprio, são flutuantes, movidos pelas correntes. A grande diversidade de organismos marinhos depende do plâncton. Muitos animais pelágicos ( do alto mar) como as baleias, alimentam-se de plâncton (Odum,1993; Krohne, 2001). Ligadas á ocorrência das correntes, várias espécies marinhas de interesse commercial encontram-se na plataforma continental ou próximo da mesma e incluem o bacalhau, as anchovas, a sardinha da África do Sul, o atum (Odum 1993). Por sua vez, as zonas mais profundas do oceano, apresentam uma grande diversidade de fauna, apesar de ocorrer pouca luz. A bioluminescência é uma das principais características adaptativas dos organismos desta zona, dede os microscópicos até aos maiores. A natureza oferece variados exemplos muito interessantes de estratégias de utilização da bioluminescência para garantir a sobrevivência das espécies portadoras dessa característica (Krohne, 2001). As zonas entre mares das costas arenosas não exibem uma estratificação acentuada, como acontece nas costas rochosas. Nas costas arenosas, as ondas do mar movimentam constantemente as areias, a lama e os organismos adapltados a estas coircunstâncias incluem os vermes ( exemplo, os poliquetos), os bivalves ( por exemplo, as amêjoas) e algumas espécies de caranguejos. Várias espécies de aves visitam as zonbas arenosas entre mares( Krohne, 2001). Recifes de coral ISCED Disciplina: Ecologia 52 Recifes de corais são importantes ecossistemas costeiros que ocorrem em águas pouco profundas das zonas tro[icais e subtropicais, cujas temperaturas das águas não descem até abaixo de 18 oC. Os recifes podem desenvolver-se em substrates rochosos presentes nas ilhas e continents; alguns recifes de corais formam autênticas barreiras ao longo das linhas consteira dos continents, por exemplo, a Grande Barreira de Corais da Austrália; outros corais formam ilhas ( os atóis), onde os sedimentos se acumulam e acbam emergindo na superfície dos oceanos(Krohne, 2001;UCM,2007). Os recifes de corais constituem os habitais mais produtivos dos oceanos. Um dos factores que tornam os coprais mais produtivos do que a água oceânica circunvizinha é a sua associação mutualista com algumas espécies de algas fotossintéticas. Os corais obtêm os seus nutrientes directamente a partir das algas com as quais vive mem associação e que realizam a fotossíntese. Os pólipos de corais também alimantam-se do plâncton. A fauna nos recifes de corais inclui várias espécies de peixes, ouriços-do- mar, estrelas-do-mar, polvos, de entre outros animais ( Krohne, 2001). Outro factor que responde pela alta produtividade dos corais é a sua proximidade com o interior, a terra do continente, o qual providencia nutrientes para o system a. o sistema de corais é similar ao da floresta tropical, onde ocorre também uma eficiência na reciclagem de nutrientes, de tal modo que ocorrem poucas perdas na sua utilização ao longo das cadeias alimentares estabelecidas no sistema ( Krohne, 2001). Vários mariscos, esponjas e algas podem ser encontrados nos recifes de corais. Muitos animais utilizam o coral como fonte de alimento, como o peixe papagaio. Outros pequenos peixes, os pepinos do mar, grandes carnivores como as moreias, barracudas e pequenos tubarões encontram seus alimentos nos recifes. ISCED Disciplina: Ecologia 53 Estuários Estuários são áreas ecológicas importantes onde os cusos de água doce dos rios misturam-se com água dos oceanos, criando ecossistemas muito especiais. A camada de água doce que desemboca dos sistemas dos rios, por ser enos densa, tende a localizar-se por cima da água salgada( mais densa) e as variações de salinidade constituem o factor ecológico determinate da vida nos estuários ( Odum,1993). Ocorrem enormes amplitudes de variação do teor de sal das águas estuarinas em função da evaporação da água superficial e das correntes de água ( doce e salgada) que entram ou saem do sistema. Em geral, a evaporação tende a aumentar a salinidade e água muito salgada pode entrar para o interior dos rios, especialmente nas zonas tropicais, onde ocorrem elevadas taxas de evaporação; as entradas de água doce tendem a diluir a água salgada (Odum, 1993;Krohne,2001). O substrato dos estuários está em constant dinâmica. Um factor que é responsável pela dinâmica das zonas estuarinas é a entrada da água doce flutuante para o ame e a saida de água salgada sbjacente em direcção ao rio. Os dois fluxos cobtrários, provocam contracorrentes. Estas contracorrentes funcionam como espécies de " malha" de recolha de nutrientes, impedindo o transporte e a perda de nutrientes e de partículas de materias dos sistemas de água doce para dentro do mar. quando as correntes de água dos rios são lentas, o material importado pelos rios é depositado na foz, na forma de um delta. A acção dos oceanos actua ao contrário, tende a empurrar os mateiais para dentro dos rios ( Krohne,2001). Mangais Os pântanos de mangais são ecossistemas típicos das zonas estuarinas das regiões tropicais e subtropicais e que possuem uma enorme importância ecológica e económica. ISCED Disciplina: Ecologia 54 Os mangais protegem a zona consteira, amortecendo o impacto das ondas do mar. as raízes das plantas do mangal servem para moderar a força das correntes de água do mar, o que faz com que os sedimentos precipitem no fundo e formen um substrato mais ou menos estável. A medida que o substrato vai ficando estável, outras espécies de árvores vão se fixando. A dinâmica estuarine faz com que os mangais funcionem como filtros, colctando vários materiais e poluentes que cao contrário entrariam directamente para o mar (Krohne,2001). Os pântanos de mangais functional como viveiros para o desenvolvimento de vários animais marinhos, alguns deles de elevada importância económica. O camarão desova e passa as primeiras fases do seu desenvolvimento nos mangais e migra para o oceano aberto na fase adulta. (Krohne,2001). Segundo Macne& Kalk (1969), na Ilha de Inhaca em Moçambique, ocorrem espécies de mangal da família Rhizophoraceae, representados por três géneros que se distribuem de uma forma zoneada, do mar para a terra; Rhizophora, Bruguiera e Ceriops. Avicenna maina é pioneira e alastra-se até a terra firme. As plantas do mangal apresentam vários mecanismos de adaptação á água e á altos níveis de alinidade. Para evitar o apodrecimento em água, as suas sementes germinam antes de cairem para o substrato, formando uma espécie de ―estaca pontiaguda‖ que permite uma eficaz fixação sobre o substrato lodoso, quando a semente se desprende da árvore e cai. Para respirar , as plantas do amgal possuem várias formas de raízes que emerge da superfície da água. Rhizophora, tem raízes na forma de estacas; as raizes de Bruguiera formam curvaturas que lembram joelhos; Avicena possui raízes que aparecem á superfície na forma de agulhas ( os pneumatóforos). Principais ecossistemas de Moçambique ISCED Disciplina: Ecologia 55 A classificação mais simples da vegetação de Moçambique encontra-se no atlas geográfico de Moçambique (MEC, 1979), que ilustra com o respectivo mapa a sua distribuição pelo teritório. Esta classificação apresenta cinco grupos principais da vegetação natural, e dentro destas as suas respectivas subdivisões. Florestas Florestas Sempreverdes de Montanha Encontram-se desde os 1200 a 1600 m.s.n.m. com precipitações de 1700 a 2000 mm por ano. Nas seguintes regiões: Gurué, Milange, Chimanimani, Vumba, Gorongonza e outras zonas altas. Espécies predominantes: Khaya anthoteca, Erythrophleum suaveolens, Albizia spp e Macaranga spp, entre outras. Floresta Semi-decídua húmida de baixa altitude Encontra-se na região sublitoral, na parte norte sul do delta do Zambeze: em Nicuadala, Namacura e Maganja da Costa ao Norte e em Cheringoma, Inhaminga e Marromeu ao Sul. Espécies predominantes: Pteleopsis myrtifolia, Erythrophleum suavelens, Brachyategia spiciformis, Julbernardia globiflora, e Hirtella zanguebarica. Esta é uma das formações vegetais mais ricas e mais diversificadas de espécies arbóreas de Moçambique. Florestas Semi-decídua e decídua seca Ocorre em várias regiões do país: ISCED Disciplina: Ecologia 56 Ao sul de Maputo, na reserva de Liquati com predominância de Afzelia quanzensis, Sideroxlon inerme, Balanites maughamii, Dialium schlechteri, entre outras. Na região sublitoral, desde a cidade de Maputo até Quissico (Inhambane) com as mesmas espécies predominantes no sul de Maputo. Ao sul do rio Save entre Massingue e Vilanculos, com a predominância de Adansonia digitata, Cordyla africana entre outras. Outras várias regiões ao norte do país, entre o Rio Rovuma e Macomia, e na região costeira da província de Sofala, Zambézia e Nampula. Floresta aberta de Miombo Miombo é o termo usado na Africa Austral para designar as formações florestais compostas à base de espécies dos géneros Brachystegiae Julbernardia e Isoberlinia. O miombo é a formação vegetal mais comum na Africa Central e Austral especificamente no Zimbabwe, Zambia, Malawi, Tanzania e Moçambique (Camphel 1996). Ocorre sob diversas formas em quase todo o norte de Moçambique (Cabo Delgado, Niassa, Nampula e Zambézia), no norte da província de Tete, no oeste da província de Manica e na faixa costeira (sublitoral) desde o norte do Save descendo para o sul até o rio Limpopo. Nas regiões de média altitude, ocorre o miombo semidecíduo devido a alta pluviosidade enquanto que em sitios mais baixos ocorre o miombo decíduo seco. Savanas arbóreas (em zonas de baixa precipitação) Savana de Mopane ISCED Disciplina: Ecologia 57 Mopane deriva do nome científico da espécie dominante, Colophospermum mopane. Ocorre largamente no vale do Limpopo, em toda a região Noroeste da província de Gaza desde o Chókwè até ligeiramente ao norte do rio Save. Outra região é o centro da província de Tete-no vale do Zambeze. Encontra-se associado a espécies como Acacia exuvialis, Combretum apiculatum, C. imberbe e Commiphora Sp. Savana de Imbondeiros Ocorre na província de Tete ao Sul do Zambeze com a Adansonia digitata como espécie predominante. Savana de Acacia e de folha larga Ocorre preticamente em todo o sul do rio Limpopo com predominância de espécies dos gêneros Acacia, Albizia, Combretum, Strychnos, entre outros. Savanas herbáceas e arbóreas Pradaria de aluvião de terras salgadas Em todas as bacias dos rios principais de Moçambique e com maior enfase no Delta do Zambeze. A composição específica varia de uma região para a outra e da distância ao curso de água. É comum encontrar espécies herbáceas dos géneros Cyperus, Juncus e Thypha misturadas com algumas árvores dispersas do genero Acácia e Palmeiras como Phoenix reclinata, Borassus aethiopum, entre outras. ISCED Disciplina: Ecologia 58 Pastagens de montanha e planalto Principalmente no planalto de Angonia e nas partes mais altas do planalto do Chimoio. As espécies predominantes são capins do genero Panicum, Paspalum, Hyparrhenia, entre outros. Encontram-se árvores espalhadas, geralmente do género Uapaca, Parinari, Lonchocarpus, entre outras. Vegetação Litoral Mangal Vegetação típica das zonas costeiras lamacentas e na foz das rios. Espécies dominantes são: Rhizophora mucronata, Bruguiera gymnorrhiza, Avicennia marina, Lumnitzera racemosa. Os principais mangais de Moçambique localizam-se em Nampula (129000 ha), Sofala (107000 ha) e Zambézia (105000 ha). Brenha Costeira Em quase toda a costa de Moçambique povoando as dunas de areia. As espécies predominantes são Mimusops caffra, Acacia spp. ISCED Disciplina: Ecologia 59 Figura 1: Mapa de distribuição das principais formações vegetais em Moçambique (Sitoe, 2003). ISCED Disciplina: Ecologia 60 Figura 2: Vista parcial de algumas formações vegetais importantes de Moçambique. a) Floresta Densa Humida em Chimanimani, Manica; b) Floresta aberta de Miombo em Baruè, Manica; c) Pradaria de Aluvião no vale do Limpopo, Xai-Xai, Gaza; d) Mangal na foz do rio Zongoene, Gaza (Sitoe, 2003). ISCED Disciplina: Ecologia 61 UNIDADE Temática 2.2. Ecossistemas Artificiais Ecossistemas Artificiais Os ecossistemas artificiais resultam da acção do homem sobre os ecossistemas naturais, criando uma alteração parcial ou completa nos ecossistemas naturais para dar lugar actividades a actividades do seu interesse. Principais tipos de ecossistemas artificiais Ecossistemas agrícolas São aqueles que resultam da interferência do homem sobre os ecossistemas naturais para dar lugar a produção agrícola. Estes ecossistemas podem ser de curto prazo, em sistemas de produção de subsistencia com pousio permanente, dando lugar a processos sucessionais e restauração da vegetação natural ou de longo prazo em sistemas de produção industrial, em grande escala com intenso uso da terra e agro-químicos. Figura 3: Campo de produção de algodão (Tete) (Sitoe, 2003). Ecossistemas urbanos ISCED Disciplina: Ecologia 62 São lugares que um dia eram ecossistemas naturais, que devido a actividades de urbanização foram transformados em edifícios e casas. O crescimento urbano no mundo assim como em Moçambique é uma das causas do desaparecimento de ambientes naturais em benefício do cimento. Figura 4: Imagem da cidade de Maputo, Moçambique (www.google.co.mz). Ecossistemas Piscícolas São ecossistemas que são criados pelo homem, são um lugar onde se criam artificialmente peixes utilizados para exportação e importação de peixes em quantidades massivas para o benefício humano. Figura 5: Parque piscícola (Brasil) (www.google.co.br) ISCED Disciplina: Ecologia 63 Aplicação ambiental- a destruição de ecossistemas Os biomas mundias representam os principais tipos de habitats existentes no planeta e albergam as plantas e os animais da terra. Várias facetas de transformação de ecossistemas e os seus efeitos sobre a ecologia global, foram analisados nos capítulos anteriore. Nesta secção são considerados apenas alguns exemplos para ilustra em que medida a transformação e destruição de habitats ocorre no planeta, rompendo com o equilíbrio global. As florestas possuem uma capacidade tampão global e a sua destruição pode provocar mudanças climáticas globais. As florestas têm sido reduzidas ou eliminadas, para alimentar as crescents necessidades de lenha, construção, desenvolvimento da agricultura e pecuária e outras comodidades. A taxa de redução da floresta tropical humida está na ordem de 17 milhões de hectares por ano. As áreas são queimadas e convertidas em parcelas para a prática da agricultura. O agravante é que as áreas convertidas não conseguem recuperar de modeo a atingirem o estado inicial de equilibrio. Por outro lado, a destruição de florestas é responsável pela extinção de 17000 especies de organismos por ano ( Krohne, 2001). Por sua vez, os ecossistemas aquáticos ( de água doce e marinho) fornecem a água para a irrigação e para beber e recursos importanytes para a vida da humanidade, para alem de exercer um enorme efeito sobre o clima. A sobrepesca e a poluição tornam estes ecossistemas em risco de sustentar a vida dos organismos desses ecossistemas. Arturton et al.(2006) referem que a degradação dos ambientes consteiros e marinhos da África intensificou nos últimos 50 anos contribuindo para isso vários factores entre os quais o crescimento populacional, a sobrepesca, a pobreza e a pressões de impostos pelas ISCED Disciplina: Ecologia 64 necessidades de desenvolvimento. Por exemplo, cerca de 1/5 dos mangais do mundo ocorrem na África sub- Sahariana e 70% destes mangais estão distribuídos em 19 países da África Ocidental, com uma área total de 20144Km 2 . Nesta região, pelo menos 25% da área do mangal foi perdida ( UNEP-WCMC,2007;apud Diop et al.,2010). Estes exemplos reforçam as necessidades de protecção,restauração de habitats para que a humanidade continue a beneficiar, a longo prazo, dos recursos e dos serviços que os ecossistemas providenciam local ou globalmente. UNIDADE Temática 2.3. Ecossistemas Degradados Ecossistemas degradados A preocupação com a reparação de danos provocados pelo homem aos ecossistemas não é recente. Plantações florestais têm sido estabelecidas no mundo desde a séculos com diferentes objetivos. Entretanto, somente nos anos 90, com o desenvolvimento da ecologia da restauração como ciência, o termo restauração ecológica passou a ser mais claramente definido, com objetivos mais amplos, passando a ser o mais utilizado no mundo nos últimos anos (Engel & Parrotta 2003). Causas da degradação dos Ecossistemas Queimadas As queimadas são um factor muito importante na degradação de ecossistemas. Exiestem várias fontes de queimadas na vegetação: os relampagos, a lava dos vulcões, os fogos provocados pelo homem (para a caça e agricultura). ISCED Disciplina: Ecologia 65 Na situação de Moçambique as principais causas das queimadas são as actividades humanas. Nas regiões norte e centro de Moçambique as florestas são queimadas pelo menos uma vez por ano (Sitoe, 2003). Sendo assim é lógico concluir que a vegetação destas zonas está sujeita a destruição anual e deve se restaurar anualmente. As queimadas são quase sempre resultado de actividades humanas para (a) agricultura: o camponês antes de entrar na machamba com a enxada a capinar primeiro passa fogo sobre o capim que está na machamba, estes fogos muitas vezes são descontrolados queimando grandes áreas florestais; (b) caça: para afogentar os animais de uma área para cairem nas armadilhas dos caçadores; ou depois de apanhar os animais o processo de conservação comumente usado é a secagem; esta exige o estabelecimento de uma fogueira, a qual é feita dentro da própria floresta; depois do trabalho feito, o fogo pode-se alastrar e ficar descontrolado; (c) pastagem: no período seco, nas zonas onde se pratica actividade pecuária há deficiência de pastos frescos para os animais porque o capim está seco; o método que se usa é queimar largas áreas (muitas vezes descontroladamente); a queimada vai eliminar a parte aérea das ervas deixando a parte redicular; esta , por sua vez vai criar condições para a rebrotação de novas folhas proporcionando uma boa pastagem para os animais. Factores bióticos Na natureza nenhum indivíduo vive separado dos outros seres vivos, há sempre outros indivíduos à sua volta, estes podem ser da mesma espécie ou de espécie diferente. Como cada indivíduo tem seus requerimentos em termos de nutrientes e condições de vida que pode coincidir com as dos outros é fácil concluir que um indivíduo será sempre influenciado pelos seus vizinhos duma forma directa ou indirecta. A capacidade competitiva entre indivíduos de difetentes espécies que leva à não ocorrência de outros é o exemplo mais comum de influência de factores bióticos. ISCED Disciplina: Ecologia 66 Porém alargando o termo para outros elementos que não só as plantas, observa-se que os animais, dependemda vegetação como sua principal fonte de alimentação. Este processo de alimentação representa uma influência na vegetação. Como exemplo deste caso tem se indicado, a desertificação verificada nas regiões semi-aridas com maior detalhe nas regiões subtropicais resultante de processos de sobre-pastoreio. Factores antrópicos As acções humanas podem ser analizadas duma maneira geral dentro de outros factores mas é comum apresentar-se este factor devido as características particulares que este apresenta: o homem é o animal que maior influência tem dado sobre os ecossistemas naturais em geral e à vegetação em particular. Se recuarmos uns anos atrás e verificarmos quantas áreas naturais havia no século XIX em todo planeta e observarmos quanto existe hoje, vamos concluir que houve uma diminuição drástica principalmente devida às actividades humanas. Uma parte já foi indicada nos pontos anteriores sobre queimadas mas outras actividades como agricultura, construção de cidades, aldeias, estradas, emissão de de gases de resíduos tóxicos, entre outras são resultado da actividade humana que resulta da destruição das massas naturais de florestas e outros campos naturais. Não é preciso ir longe nem recuar muito tempo para dar exemplo do fenómeno de influência humana nos ecossistemas: Em Moçambique, à volta de grandes cidades já não se encontra nenhuma floresta como resultado de corte para fornecimento de combustível lenhoso às populações urbanas e suburbanas. Duma forma geral toda a actividade agrícola silvícola, mineira, petrolífera, etc. é uma influência humana na degradação de ecossistemas. Restauração de ecossistemas degradados ISCED Disciplina: Ecologia 67 Consideram-se degradadas áreas que apresentam ―sintomas‖ como: mineração, processos erosivos, ausência ou diminuição da cobertura vegetal, deposição de lixo, superfície espelhada...entre outros (SMA 2004). Em 2004 a ―Society for Ecological Restoration‖ - SER publicou ―Os Princípios da SER na Ecologia de Restauração‖ esse guia define a restauração ecológica como uma atividade intencional que inicia ou acelera a recuperação de um ecossistema no que diz respeito a sua saúde, integridade e sustentabilidade. Ecossistemas que requerem restauração têm sido degradados, danificados, transformados ou inteiramente destruídos como resultado direto e indireto das atividades humanas. Adicionalmente, descreve vários passos a serem tomados para o desenvolvimento e o manejo de projetos de restauração ecológica. Dentre as várias atividades a serem realizadas estão: identificar o local e o tipo de ecossistema a ser restaurado; identificar o agente causador da degradação; e identificar se há necessidade de intervenções diretas para a restauração. Dentro desses princípios foram desenvolvidos vários modelos para a restauração de áreas degradadas, dentre eles: Condução da Regeneração Natural: Restauração através da sucessão secundária, sendo necessário apenas o abandono da área a ser restaurada para que esta, naturalmente, se desenvolva através da regeneração natural (Engel e Parrotta, 2003). No entanto, para que isso ocorra, há a necessidade de superar barreiras para a regeneração natural, como a ausência ou a baixa disponibilidade de propágulos (sementes) para a colonização do local, a falha no recrutamento de plântulas e jovens (predação de sementes e plântulas e/ou ausência de um microclima favorável), falta de simbiontes (micorrizas e rizobactérias) e polinizadores e dispersores. Atualmente o método é um dos indicados para restauração florestal em áreas de preservação permanente pelo Conselho Nacional do ISCED Disciplina: Ecologia 68 Meio Ambiente (Ver: http://www.mma.gov.br/port/conama/). Plantio por sementes: Esta técnica supera uma das barreiras à regeneração natural, pois os propágulos seriam diretamente lançados no local a ser restaurado. Mas o sucesso no emprego desta técnica depende de haver condições mínimas para que ocorra o recrutamento das plântulas e dos juvenis e da manutenção das interações para a funcionabilidade do ecossistema. No Mato Grosso algumas iniciativas demonstram que o método da semeadura direta, ainda que com desempenhonão satisfatório para algumas espécies, mostrou-se viável, o que o recomenda como alternativa econômica de restauração florestal (Ver: www. socioambiental.org). Plantio de mudas: Apesar de ser uma forma mais onerosa de restauração de áreas degradadas, por aumentar as chances de sucesso do desenvolvimento das plântulas e diminuir a perda das sementes, o plantio de mudas de espécies nativas de rápido crescimento apresenta alta eficácia na restauração e com o passar do tempo proporciona o desenvolvimento de espécies vegetais de outros níveis de sucessão e a atração de animais frugívoros dispersores de sementes. Pelo alto índice de sucesso dessa técnica, com a utilização de espécies de rápido desenvolvimento, cerca de um a dois anos após o plantio têm-se áreas onde espécies arbóreas venceram a competição com espécies invasoras herbáceas e gramíneas, através do sombreamento (Cavalheiro et al., 2002). É possível baixar os custos das atividades de restauração com o plantio de mudas em ―ilhas‖. O plantio de mudas pode ser feito conforme sugerido por Kageyama e Gandara (2000), as ilhas de alta diversidade são formações de pequenos núcleos onde são colocadas plantas de distintas formas de vida (ervas, ISCED Disciplina: Ecologia 69 arbustos, lianas e árvores). Com a utilização de uma alta diversidade e densidades de espécies arbóreas, essas ilhas serviriam como ―trampolins‖ para restaurar a conectividade entre os fragmentos e auxiliar o processo de restauração de florestas nativas (Kageyama, et al., 2003). Ou ainda, com o plantio de árvores isoladas ou em grupos – de espécies que atraem a fauna, servindo como dispersores de sementes (SMA 2004). EXERCÍCIOS DO TEMA II 1. O que entende por ecossistema? 2. Quais são os principais ecossistemas mundiais? 3. Quais são as principais formações vegetais de Mocambique? 4. Dê 3 exemplos de ecossistemas artificiais? 5. Indique as causas de degradação dos ecossistemas? 6. Quais são as principais razões da degradação de ecossistemas em Moçambique? 7. Que medidas podem ser tomadas para a recuperação de ecossistemas degradados? ISCED Disciplina: Ecologia 70 TEMA – III: PRODUÇÃO E FLUXO DE ENERGIA UNIDADE Temática 3.1. Introdução (Conceitos e Generalidades). UNIDADE Temática 3.2. Estrutura trófica. UNIDADE Temática 3.3. Ruptura de cadeias alimentares, Bioacumulação nas cadeias alimentares e Espécie chave. UNIDADE Temática 3.1. Introdução (Conceitos e generalidades) Produção e fluxo de energia A energia é a capacidade de realizar trabalho, condição inerente à material. A ernergia manifesta-0se de diversas formas, sendo as mais importantes: a energia química, a mecânica, a radiante e a calorífica. Um dos princípios que se baseiam os fenómenos da natureza (físicos, químicos e biológicos) é o princípio da coservação da energia que anuncia: a energia não pode ser criada, nem destruída nas reacções químicas comuns, mas apenas modificada em suas formas. Lembrando os conceitos da unidade I, estudar ecossistemas implica analisar o conjunto das interacções entre os organismos vivos (as ISCED Disciplina: Ecologia 71 comunidades biológicas – os animais, as plantas, ou seja o componente biótico) e o ambiente físico e químico (os solos, aluz, a temoeratura, a humidade, o clima em geral – componente abiótico). Segundo O’Hare (1988), na prática os ecossistemas distinguem-se um dos outros na base dos componentes que podem ser visualizados, podendo ser utilizada a vegetação, por exemplo, as florestas, os graminais, arbustosdesértico ou na base dos habiitats (por exemplo, lagos, charcos ou pântanos). A estrutura e funcionamento dos principais ecossistemas globais são descritos na capítulo III. Ainda segundo O’Hare (1988) os ecossistemas podem ser definidos ou identificados com base na sua estrutura que é o conjunto de tudo o que constitui o componente biótico e abiótico e da sua função que é o conjunto de processos e de interacções que têm lugar no ecossistema; os processos integram o ecossistema de modo que ele constitua uma unidde integrada. Os processos básicos que fazem funcionar os ecossistemas são ambos conduzidos pela energia solar. São eles o fluxo de energia e o movimento de materiais, desigando por ciclo de nutrientes (O’Hare, 1988). Segundo Nobel (1991, apud Newman 1993), a radiação emitida pelo sol (radiação solar) encontra-se dentro das chamadas radiações de comprimento de onda curto, cujo comprimento de onda varia entre 0,2 a 3μm e quando atinge o topo da atmosfera terrestre, ela pode ter vários percursos: i. uma parte da radiação é devolvida – refelectida pelas nuvens (vapor de água); ii. outra parte da energia é absorvida por alguns gases presentes na atmosfera, principalmente o ozono, o dióxido de carbono e o vapor de água; e iii. uma fracção atinge a superfície da Terra. A energia solar que atinge a superfície da terra pode também ter vários caminhos: ISCED Disciplina: Ecologia 72 i. Pode eventualmente atingir as plantas; ii. Pode ser também reflectida pela superfície das plantas; iii. Pode ser absorvida e utilizada para para o fabrico de glicose (hidrato de carbono), no processo desigando po fotossínte. Portanto, a energia entra para os ecossistemas através da radiação solar que atinge a suoerfície da Terra. É necessário notar também que apenas cerca de 50% da energia no comprimento de onda curta e que atinge a terra é activa em termos fotossintéticos, ou seja, está dentro dos comprimentos de onda de 0,4 a 0,7μm. A glicose é o produto básico da fotossíntese e entra na composição dos principais compostos org^anicos e mais complexos da planta como é o caso da celulose ( Killham, 1994). A taxa de conversão da energia em moléculas orgânicas que é realizada duarante a fotossíntese é designada por produção primária e essa taxa é medida em unidades de energia por unidade de área por unidade de tempo (Krohne, 2001). A produção é designada primária, quando é feita por organismos fotossintéticos (Newman, 1993). As plantas e outros organismos fotossintéticos fazem parte do conjunto dos organismos produtores primários; nos ecossistemas aquáticos (rios e oceanos)os produtores primários fazem parte do fitoplâcton, organismos microscópicos, de entre os quais se encontram algas, que constituem a base das cadeias alimentares nesses sistemas. Deste modo, quando a energia é captada pelos produtores primários, ela é convertida noutras formas de energia, através de sistemas metabólicos diversos em que os carbohidratos são decompostos e a energia neles contida é utilizada, porexemplo, para sintetizar outros compostos orgânicos necessários para a vida das plantas. Os vários processos vitais incluem, de entre outros, o crescimento, a floração, frutificação e produção de sementes. A energia pode também ser conservada pelas plantas em órgãos de reserva como ISCED Disciplina: Ecologia 73 nas raízes e tubérculos (é o caso da mandioca e da batata doce). Portanto, energia total captada e acumulada é transformada em biomassa viva da planta e a biomassa viva vai mudando à medida que a planta se vai desenvolvendo e quandoa planta é consumida pelos heteretróficos (Krohne, 2001). Isto significa que ao realizarem os eus processos vitais, as plantas perdem parte da energia acumulada. Essa perda pode ser realizada na forma de calor, uma vez que podem ser formadas substâncias memos energéticas. A produção primária líquida é aprodução da matéria orgânica da plabta ou de compostos orgânicos da planta, excluindo aquela que é degradada, ou seja, a que é utilizda pelos produtores primários para a manutenção doss eus processos vitais. A produtividade primária líquida é a taxa com que a produção primária líquida é realizada. Portanto, a produção primária líquida representa o que é potencialmente disponível para o consumo pelos organismos heteretróficos. Por isso, nos ecossistemas, a produção primária líquida durante uma no raramente é igual a que está presente na forma da biomassa viva no fim desse ano (Newman, 1993). Quando morrem as plantas, os compostosorgânicos contidos na biomassa vegetal são decompostos pelos organismos decompositores. Durante o processo de degradação, a energia contida nesses compostos vai sendo transformad em substâncias masi simples, menos energéticos, sendo os produtos finais desse processo, o dióxido de carbono e água. Assi, pode-se compreender que o movimento da energia é unidireccinonal. A energia entra para o ecossistema, é captada pela vegatação, é convertida em carbohidratos e, por fim, é dissipada na forma de calor. É por isso que se fala de fluxo de energia, portanto nos ecossistemas, não circula, flui. Os produtores primários (palantas e outros organismos fotossintéticos) não utilizam apenas os carbohidratos que produzem durante a fotossíntese. O seu desenvolvimento e sobrevivência dependem também dos nutrientes prsentes no solo ou nos meios aquáticos. ISCED Disciplina: Ecologia 74 Quando os herbívoros se alimentam, incorporam os nutrientes contidos nos na biomassa vegatal e, quando os carnívoros se alimentam, os nutrientes contidos nos herbívoros passam para abiomassa dos carnívoros. Tantos os herbívoros como os carnívoros são heteretróficos, uma vez que dependem dos comopostos orgânicos de outros organismos para obterem a energia necessária para a sua vida. UNIDADE Temática 3.2. Estrutura trófica Estrutura trófica Um ecossistema pode ser descrito com base nas cadeias alimentares estabelecidas nesse ecossistema. Por exemplo, numa savana, a produção primária é realizda pelo capim, algumas árvores eoutras palntas que lá ocorrem; o capim pode ser consumido pelas zebras que por sua vez podem ser consumidas pelo leão. O movimento (fluxo) da energia contida nos alimentos e que se estabelece dos produtores paar os animais e para os decompositores, pode ser representada na forma de cadeia alimentar ou cadeia trófica. As cadeias alimentares, podem ser representadas graficamente de várias maneiras. Uma delas é a de representar as interacções do tipo ―quem?com quem?‖, ou seja as ligações entre as populações consumidoras e as populações consumidas por meio de setas que indicam o fluxo de energia que se estabelece nessas interacções, por exemplo: Capim → zebra → leão ISCED Disciplina: Ecologia 75 Assim, no exemplo acima indicado, o capim capta a energia solar para fabricar os seus alimentos (produtor primário). Quando a zebra come o capim, parte da energia do capim passa para azebra. Esta é um consumidor primário. O leão quando consome a zebra é um consumidor secundário, o que significa que parte da energia acumulada pela zebra passa para o leão. Em resumo, o capim (produtor primário) ocupa o primeiro nel trófico, a zebra (consumidor primário) é dos egundo nível e o leão (consumidor secundário) ocupa o terceiro nível trófico. Neste percurso, produz-se uma corrente unidireccional de transferência de energia. Portanto, o caminho que a energia percorre a partir dos produtores aos consumidores, é designado por cadeia alimentar; a estrutura trófica. A cadeia alimentar é caracterizada pelos intervenientes dessa cadeia. Nível trófico é a posição que ocupa um organismo na cdeia alimentar. A posição é avaliada através do número de etapas de transferência de energia para atingir tal nível, por outras palavras, cada etapa de transferência de energia na cadeia alimentar ou trófica é designada por nível trófico ( O’Hare, 1988; Krohne, 2001). Alguns consumidores encontram-se no topo das cadeias alimentres, ou seja, não constituem presa para nenhum outro predador, por isso são designados predadores do topo (Krohne, 2001). O leão, o leopardo, as baleias assassinas e as aves de rapina, são exemplos de predadores do topo. O comprimento de uma cadeia alimentar, ou seja, o número de níveis tróficos numa cadeia alimentar´é determinado pelo número médio de ligações que se estabelecem entre o produtor e o carnívoro do topo. Em geral, nenhuma comunidade seja ela aquática, terrestre ou detritívora exibe mais do que seis níveis tróficos e, a maior parte possui três ou quatro níveis (Krohne, 2001). ISCED Disciplina: Ecologia 76 Na natureaza as interacções baseadas na alimentação não são simples, uma vez que várias espécies podem ocupra vários níveis tróficos e assim se estabelecem redes alimentares e de transferência de energia extremamente complexas. Por isso, fala-se també de redes alimentares. Uma rede alimentar ou teia alimentar é representada por todas as espécies que intervêm na transferência de energia de cada nível trófico (Krohne, 2001). Um exemplo de teia alimentar pode ser visualizado partindo de uma parcela de terra de produção de milho (machamba de milho). As plantas de milho podem ser consumidas pelos gafanhotos; os ratos podem roer a maçroca do milho. Os gafanhotos podem ser condumidos por pássaros. Tanto os ratos como os pássaros podem servir de alimento para s cobras e também para as aves de rapina (águias e mochos). O homem, alimenta-se de milho e pode também comer o pássaros; na mesma teia, o Homem pode servir de presa para um leão. Esta teia pode crescer e tornar-se masi complicada, à mediada que se estabelecem as conexões na base do alimento. Uma outra maneira de reoresentar graficamente a estrutura trófica de um ecossistema é através de pirâmides ecológicas m designadas por pirâmides Eltonianas pelo facto de ter sido Elton (1990-1991) quem as concebeu pela primeira vez. Segundo este modelo, todas as espécies que pertencem a um determinado nível trófico são colocadas no mesmo grupo. As pirâmides ecológicas podem representar o número (pirâmides de números), a biomassa (pirâmides de biomassa) ou de conteúdo de energia (pirâmides de energia) de cada nível trófico (Krohne, 2001) A forma piramidal, deve-se à perda de energia na forma de calor, por isso, o número de indivíduos, a biomassa e a energia de um determinado nível trófico de uma cadeia trófica são em geral, sempre menores do que no nível precedente (anterior) e amaior do que no nível seguinte. Em geral, na transferência de matéria de um nível para o outro, somente 10% da energia é transferida, sendo a restante perdida ISCED Disciplina: Ecologia 77 Em alguns casos, as pirâmides ficam distorcidas. Por exemplo, quando numa cultura de milho ocorrem pragas de gafanhotos, o número de produtores pode ser inferior ao número de consumidores que neste caso são os gafanhotos que devoramas folhas de milho. Figura 6: Representação da cadeia trofica por meio de piramede UNIDADE Temática 3.3. Ruptura de cadeia alimentar, Bioacumulação nas cadeias alimentares e Espécie Chave Ruptura de cadeia de alimentos Quando uma espécie é removida de uma cadeia, a sua ausência pode provocar efeitos em cadeia para outras espécies, que aquelas que estão nos níveis tróficos superiores, como aquelas que estão nos níveis tróficos inferiores. Existe um variado número de exemplos de rompimento de cadeias alimentares que resultam da actividade humana . Um exemplo hipotético pode ser colocado a partir da cadeia alimentar indicada na seccção anterior, em que a cultura de milho é consumida por uma praga de gafanhotos. Que consequências produziria a eliminação completa de gafanhotos? É muito provável que os gafanhotos sirvam de alimento a pássaros. Consumidoressecundarios-Leoes Consumidoresprimarios-Gado caprino Produtores-Capim ISCED Disciplina: Ecologia 78 Estes por sua vez servem de alimento para as serpentes e estas às águias. Algumas espécies generalistas poderão mudar o tipo de alimento, quando outro tipo de alimento é escasso. No entanto, se uma das espécies da cadeia alimentar for especialista, ou seja, depender exclusivamente de uma espécie como fonte de alimeto, a espécie especialista poderá ser eliminada, por falta de alimento. Supõe-se que em algumas regiões do sul Moçambique exista uma correlação entre a redução de mochos(animais predadores), resultante da sua eliminação desenferada por razões culturais, e o aumento da população de ratos e de pássaros que por sua vez, acaba afectando a produção de algumas culturas. Umexemplo, de natureza diferente, é apresentado por Hunter (2008). Esta autora descreve como as indústrias de produção de salmão podem afectar os ecossistemas pela ruptura de cadeias alimentares. O salmão é produzido em aquacultura e é uma espécie muito apreciada em várias partes do mundo, sendo de alto valor económico nos mercados internacionais. Refere-se que algumas espécies de peixes (como as anchovas) são muito utilizadas para o fabrico de rações para produzir outros peixes, incluindo o salmão. Esta sobrexploração de peixe, tem colocado em risco a sobrevivência de outras espécies de animais marinhos, como é o caso do bacalhau e das focas. Bioacumulação Por via da alimentação, algumas substâncias poluentes e não degradáveis ou que degradam lentamente podem ser incorporadas e acumular no interior dos tecidos de um organismo. Este fenómeno é designado por bioacumulação (Krohne, 2001). No percurso de uma cadeia alimentar, as substâncias tóxicas acumuladas nos tecidos de um organismo podem depois passar para o outro organismo e deste, sucessivamente passarem a ficar acumuladas ISCED Disciplina: Ecologia 79 nas espéciaes quw fazem parte dos níveis tróficos seguintes. Quanto mais alto for o nível trófico, maior é a quantidade de químicos acumulados pelo ser vivo, uma vez que, ao longo da sua vida, o mesmo vai concentrando substâncias que foram concentradas pelos organismos que estão nos níveis tróficos inferiores. Verifica-se que nos animais predadores os valores de concentração de substâncias tóxicas são mais elevados que nos animais de que os mesmos predadores se alimentam. A poluição dos oceanos por substâncias químicas tóxicas, como por exemplo as dioxinas, os bifenis, policlorados e o DDT, geralmente conhecidas por poluentes orgânicos persistentes (POP’s) afectam várias espécies marinhas incluindo os peixes, e as espécies que consomem o peixe, como os ursos e o próprio Homem. Casos concretos estão a acontecer com as populações que vivem no Ártico e que se alimentam fundamentelmente de animais gordurosos como as focas, para além dos peixes. Quando os POP’s acumulam-se nos tecidos de um amulher, podem passar da mãe para os filhos atravás da amamentação, prejudicando a saúde da criança. Conceito de espécie chave Algumas espécies são numericamente mais abundantes do que outras, outras são mais frequentes do que outras, independentemente do seu número. No entando, algumas espécies exercem maior impacto que as outras no seio de uma determinada comunidade e, esse impacto não pode ser explicada apenas pelas suas abundância numérica mas sim pelo seu papel e impacto nessa comunidade. Espécies chave são espécies que garantem o equilíbrio na estrutura e na composição das espécies da comunidade. A extinção de uma espécie chave pode desencadear efeitos diversos noutras espécies e na estrutura das comunidades (Newman, 1993). ISCED Disciplina: Ecologia 80 Por exemplo, vários estudos sobre o efeito dos herbívoros na abundância de espécies de plantas mostram que a exclusão de herbívoros em algumas comunidades pode promover o desenvolvimento de algumas espécies vegetais superiormente competitivas e prejudicar outras espécies. Newman (1993), cita o exemplo de coelhos que foram introduzidos e naturalizados na Inglaterra no século XI ou XII. Durante muito tempo os coelhos transformaram a vegetação natural, reduzindo a diversidade de algumas espécies de plantas em alguns habitats. Em 1950, uma doença quase dizimou a população de coelhos; uma das consequências da redução drástica da população de coelhos observou- se no melhoramento da vegetação. Algumas áreas que tinham pouca vegetação, devido a acção herbívora dos coelhos, passaram a ficar colonizadas por arbustros e árvores e transformaram-se em autênticas florestas que até hoje se observam em algumas regiões da Inglatera. O elefante é uma espécie chave nas comunidades vegetais africanas. A acção do elefante combinada com a acção do fogo jogam um papel impotante no funcionamento e na formação da estrutura das savanas africanas. A passagem do elefante pelas áreas de floresta, permite abrir corredores para os animais de menor porte que, doutra forma, teriam dificuldades de atravessar as densas florestas e de ter o acesso às áreas de forragem. O elefante e o fogo podem transformar as savanas arborizadas em savanas abertas (Shorrocks, 2007). EXERCÍCIOS DO TEMAIII 1. Definine cadeia alimentar? 2. Oque entende por espécie chave? ISCED Disciplina: Ecologia 81 3. Quais são níveis da cadeia trófica? 4. Indique os diferentes tipos de piramedes ecológicas que conhece? 5. Explique o que entende por bioacumulação? 6. Quais são as consequências de ruptura da cadeia alimentar? TEMA – IV: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. UNIDADE Temática 4.1. Introduão (Generalidades). UNIDADE Temática 4.2. Principais cíclos biogeoquímicos. UNIDADE Temática 4.3. Cíclo de Nutrientes e Aplicação Ambiental. UNIDADE Temática 4.1. Introdução (Generalidades) Cíclos biogequímicos Os organismos sintetizam compostos orgânicos e concentram ISCED Disciplina: Ecologia 82 elementos químicos diversos na sua biomassa. No decurso das vidas, os seres vivos (animais, plantas e outros) libertam para o meio ambiente produtos de excreção de natureza dibversa e, os nutrientes nos corpos dos organismos podem ser reciclados através dos processos de decomposição, nos quais intervêm uma grande diversidade de organismos decompositores. O nutrientestornam-se assim, novamente disponíveis para os organismos. Os decompositores promovem a continuidade da utilização de nutrientesn pelas cadeias alimentares e assim se estabelecem os nutrientes nos ecossistemas. Por isso, contrariamente ao que acontece com a energia, num ecossistema, geralmente os nutrientes movimentam-se de forma cíclica. Na biosfera, os nutrientes nunca se perdem, embora os nutrientes possam estar relativamente inacessíveis, quando permanecem depositados em alguns depósitos durante longos períodos de tempo (Krohne, 2001). Os ciclos globais são designados ciclos biogeequímicos, uma vez que envolvem a circulação de elementos químicos na biosfera entre compartimentos geológicos, a hidrosfera, a atmosfera e os compartimentos biológicos (a biomassa dpos organismos). A análise dos ciclos biogeoquímicos permite reconhecer que globalmente não existem fronteiras na circulação dos elementos químicos, ou seja, os materiais produzidos localmente produzem efeitos muito longe da origem de produção desses materiais. Os ciclos biogeoquímicos podem ser estudados para quase todos os elementos químicos, no entanto, quatro elementos químicos são considerados cruciais para avida dos organismos. São eles o carbono, o nitrogénio, o fosfóro e o enxofre. Estes elementos também designados por ―elementos biológicos‖, forma a base da constituição dos tecidos vivos (Killham, 1994; Krohne, 2001). ISCED Disciplina: Ecologia 83 UNIDADE Temática 4.2. Principais Cíclos Biogeoquímicos Cíclo do carbono A seguir ao hidrógenio, o hélio e o oxigénio, o carbono (C) é o quarto elemento mais abundante no universo e é a base da constituição da vida. O carbono é o elemento que compõe a estrutura de todos os compostos orgânicos. Compostos orgânicos diversos como os carbohidratos, os lípidos (gorduras), as proteínas, os hidrocarbonetos (combustíveis fósseis) e o DNA (Ácido Desoxiribonucléico – responsável pela transmissão de caracteres hereditários de pais para filhos), contêm átomos de carbono na sua constituição. Os principais reservatórios de carbono são os ecossistemas aquáticos, especialmente os oceanso, os quais detêm a maior quantidade de carbono. Um outro grande reservatório de carbono é a atmosfera, onde o carbono está presente na forma de dióxido de carbono (CO2), constituindo cerca de 700 gigatoneladas (Newman, 1993). A quantidade de carbono ana atmosfera é muito inferior as reservas contidas nas rochas e nos combustíveis fósseis (veja os dados sobre as dimensões dos principais reservatórios de carbono na Tabela 1). Gigatoneladas (Gton) = 10 9 ton Carbono Atmosférico 700 ISCED Disciplina: Ecologia 84 Nos oceanos Carbono nas plantas Carbono em animais e organismos terrestres Carbono inorgânico dissolvido Matéria orgânica dissolvida Carbono contido nos combustíveis 2 <1 40.000 2.000 10.000 NaTerra Carbono contido nas plantas Carbono contido nos animais e microrganismos terrestres Carbono contido na matéria orgânica Carbono nas rochas e nos sedimentos marinhos 600 <1 1.000 75.000.000 Fonte: Newman (1993) Para facilitar a esplicação do ciclo global do carbono ou o ciclo biogeoquímico do carbono, é utilizado o método de Riebeeck (2011), em que o autor subdivide o ciclo do carbono em duas partes: O ciclo rápido (ou ciclo biológico) e o ciclo lento (ou ciclo geológico). Este, opera numa escala de tempo mais longo, 100-200 milhões de anos (tempo geológico) e o ciclo biológico opera numa escala de tempo mais curto (dias a milhares de anos). Note, no entanto, que na natureza, o ciclo opera como um todo. O ciclo Rápido ISCED Disciplina: Ecologia 85 O ciclo biológico do carbono é movido através de dois processos, dois fluxos ou movimentos básicos: i. a captação ou fluxação do dióxido de carbono durante o processo da fotossíntese (que é um processo de conservação da energia solar na forma de carbohidratos); e ii. a libertação do carbono durante o processo respiratório, no qual a energia é perdida na forma de calor e dióxido de carbono. Como fizémos referência no capítulo I, o carbono atmosférico entra entra para os ecossistemas (terrestres e aquáticos) durante o processo da fotossíntese em que o carbono presente na atmosfera é absorvido, levando à formação de compostos de carbono orgânico (dióxido de carbono e água formam açucares e oxigénio). CO2 + H2O → (CH2O) + O2 As plantas degradam os açucares para obterem energia necessária para a sua vida; os compostos d carbono contidos na biomassa dos produtores primários passam para os consumidores, ao longo das cadeiais alimentares e, durante o processo da decomposição dos organismos mortos os compostos de carbono complexos são transformados em moléculas mais simples, sendo finalmente o carbono libertado na forma de dióxido de carbono, energia e água (CH2O) + O2 → CO2 + H2O + energia. Portanto, os produtores, tanto na terra como na água, movem o carbono dos reservatórios abióticos (atmosfera e a água) para compartimentos bióticos dos ecossistemas, onde o carbono é depois transferido ao longo das cadeias alimentares. O processo da respiração devolve o carbono para a atmosfera. O carbono é conservado na biomassa dos organismos no decurso das suas bidas e quando os organismos os organismos morrem, o carbono acumulado é devolvido para a atmosfera na forma de dióxido de carbono através da actividade dos decompositadores, parte do carbono da biomassa dos organismos fica residente fica residente na matéria orgânica do solo ou húmus. ISCED Disciplina: Ecologia 86 O ciclo lento Os compartimentos que participam no ciclo geológico do carbono compreendem as rochas e os mineirais, os oceanos e atmosfera. O carbono entra para os oceanos por simples difusão do dióxido de carbono atmosférico. O dióxido de carbono dissolvido na água dos oceanos é utilizado durante o processo da fotossíntese pelo fitoplâcton, sendo assim transferido para os organismos ao longo das cadeiais alimentares. Os organismos marinhos mortos sedimentam e são convertidos em compostos de carbono mais simples; grandes quantidades efezes dos organismos marinhos também sedimentam nos oceanos. Deste modo, grandes quantidades de garndes quantidades de acrbono depositam no fundo dos oceanos. O maior reservatório de carbono é representado pelos sedimentos marinhos e pelas rochas na forma de bicarbonatos e combustíveis fosséis (veja as dimensões na Tabela 1). Estes sedimentos vão-se acumulando ao longo de milhares de anos, formando as rochas sedimentares como, por exemplo, as rochas calcárias. Com os kovimentos das placas tectónicas e as erupções vulcânicas, as rochas calcárias que estão presentes no fundo dos oceanos vão surgindo na superfície da terra. O carbono contido nas rochas e nos sedimentos é libertado para atmosfera quando ocorrem erupções vulcânicas. Do mesmo modo que o dióxido de carbono reage com a água dos oceanos, ele também reage com o vapor de água presente na atmosfera formando o ácido carbónico. Este, pode atingir a superfície da crosta na forma de precipitação (chuvas, por exemplo). O ácido carbónico que cai sobre a superfície terrestre, vai reagindo lentamente com os compostos e elementos contidos nas rochas, por exemplo com o cálcioe magnésio, formando carbonatos de cálcio e de magnésio, respectivamente. O processo químico de transformação de rochas é desigando por meteorização e ISCED Disciplina: Ecologia 87 pode levar à formação de solos. Pela acção das chuvas, os carbonatos presentes nas rochas e nos solos podem ser escoados paar os oceanos onde ficam disponíveis para os organismos marinhos. A fotossíntese e arespiração também jogam um papel importante no ciclo geológico do carbono. A presença da vegetação terrestre conduz, a longo prazo, ao processo de absorção do carbono atmosférico. Nos oceanos, parte do carbono absorvido pelo fitoplâcton é utilizado para o fabrico de conchas de carbonato de calcário (CaCO3) dos organismos marinhos. As conchas sedimentam paar os fundos dos oceanos quando os organismos morrem. Assim, a matéria orgânica fabricada durante a fotossíntese acumula lentamente duarante milhões de anos e forma sedimentos rochosos e os depósitos de combustíveis fósseis. Portanto, o fluxo de carbono para os oceanos representa uma forma de remoção e de conservação do carbono em sedimentos geológicos, sendo essas reservas de carbono enormes. O balanço entre ameteorização, os movimentos das placas tectónicas e o vulcanismo, determinam a concentração do carbono numa escala de milhões de centenas de anos. Antes do aparecimento da vida, a concentração já foi cem vezes superior aos níveis actuais, daí que as temperaturas do planeta eram elevadíssimas, impossibilitando a vida. Porém, há 20.000 anos, a voncentração do carbono na atmosfera era metade dos níveis exibidos actualmente (o balanço do carbono e analisado na secção 2.3.1) ISCED Disciplina: Ecologia 88 Cíclo do nitrogénio O nitrogénio entra na composição de todos os organismos vivos, fazendo parte de compostos orgânicos como aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos; é um recurso nutricional crucial nos ecossistemas, uamvez que limita a produtividade primária dos mesmos. O nitrogénio limita a produção primária tanto nos sistemas terrestres como nos sistemas aquáticos; no mar tanto o nitrogénio como o fósfóro estão muito diluídos, de tal maneira que a produção de biomassa é limitada (Killham, 1994; Begon et al, 1990). O maior reservatório do nitrogénio é a atmosfera (o oxigénio constitui 78% doa ar atmosférico). O nitrogénio entra para os ecossistemas através do processo desiganado por fixação do nitrogénio. A fixação do nitrogénio pode ser biológica e não biológica. Na fixação biológica do nitrogénio intervêm os organismos fixadores do nitrogénio, alguns dos quais (bactéria s e cianobactérias) vivem livremente no solo ou na água. Alguns fixadores vivem em simbiose com algumas plantas, especialmente as leguminosas, por exemplo as bactérias do género Rhizobium. No precesso da fixação biológica, o nitrogénio atmosférico (N2) é convertido em nitrogénio orgânico, formando-se os aminoácidos e por via de outros processos bioquímicos os aminoácidos vão constituir as proteínas dos organismos (lembre-se das relações mutualistas entre as bactérias e as leguminosas, referidas na Unidade II, capítulo I, secção 1.3). A fixação não biológica do nitrogénio pode ocorrer através da acção da energia produzida pelos relâmpagos, em as moléculas d nitrogénio (N2) separam-se e segue-se uma oxidação do nitrogénio, formando-se o monóxido de nitrogénio (NO2). Na atmosfera, este composto reage com as gotículas de água, formando-se o ácido nítrico que cai na superfície da terra na forma de precipitação (Begon et al., 1996; Krohne, 2001). Quando os organismos são decompostos, o nitrogénio que entra na composição dos organismos é convertido para amónia (NH3), através do processo desigano por ISCED Disciplina: Ecologia 89 amonificação; uma das causas do mu cheiro característico dos animais em putrefacção resulta da volatização da amónia que se forma durante a composição das proteínas; portanto parte do nitrogénio perde-se durante este processo. A amónia é convertida em nitritos (nitritação) e estes são transformados em nitratos (nitritaçõ). O conjunto da nitritação e nitratação é designado por nitritificação. Estas trasnsformações são mediadas biologicamente, participando em cada etapa diversas espécies de organismos que incluem bactérias, fungos, plantas e animais (Killman, 1994; Krohne,2001). Tanto os nitratos como os nitritos formados entram na solução do solo e podem ser depois absorvidos por várias espécies de organismos, incluindo as planats, através das raízes e esta é uma das formas por via da qual os produtores podem obter o nitrogénio que é necessário para a sua subsistência (para além da fixação biológica). Apesar de que a vegetação pode absorver os nitritos ou nitratos provenientes da decomposição da manta morta, o nitrogénio é sempre escasso nos ecossistemas devido à enorme demanda pelos organismos; existe uma alta taxa de imobilização do nitrogénio na biomassa dos organismos; outro factor que reduz o teor do nitrogénio do solo é alta facilidade com que os nitratos presentes na solução do solo são transportado paar fora dos ecossistemas (Killman, 1994). Os recifes de corais estão de entre os ecossistemas mais produtivos do planeta Terra e esta produçao deve-se à taxa de fixação do nitrogénio que é mais elevada de todos os ecossistemas marinhos (Krohne, 2001). O nitrogénio orgânico pode perder-se para a atmosfera através de um processo natural desigando por desnitrificação, se ndo a bactéria Pseudomonas denitrificans responsável por este processo. Contudo, durante as queima de florestas o nitrognénio, presente na vegetação e no solo, é perdido em grandes quantidades para a atmosfera. ISCED Disciplina: Ecologia 90 Figura 7: Representacao esquemática do ciclo de nitrogenio Cíclo do fósforo Nos organismos, o fósforo entra na composição do ATP (Adenosina Trifosfato) que é um composto altamente energético e que constitui a forma de conservação e transporte de energia dentro das células dos organismos vivos (Krohne, 2001). O fósforo entra para os sistemas ecológicos a partir do momento en que o elemento se encontra no solo na forma disponível. A disponibilidade do fósforo no solodepende da transformação (meteorização) das rochas que contêm fosfatos. A forma de fósforo disponível para os organismos, tanto nos sistemas terrestres como marinhos é o ião fosfato (PO4 -3 ) (Krohne, 2001). O fósforo dissolvido na água dos solos entra para a biomassa dos produtores primários e deste, ao longo das cadeias tróficas, passa para ISCED Disciplina: Ecologia 91 os consumidores. Através do processo da decomposição dos compostos org6anicos contendo fósforo, o fósforo volta a tornar-se disponível para os produtores primários e outros organismos. Quando morrem os organismos marinhos, grandes quantidades de partículas de fósforo precipitam paar o fundo e misturam-se com os sedimentos, podendo ficar enterrados. Assim enterrado nos sedimentos, o fósforo pode permanecer não disponível para os organismos vivos, duarante longos períodos de tempo, até que eventualmente possa ser trazido à superfície por meio de actividades geológicas que elevam os sedimentos à superfície da Terra. A meteorização das rochas torna o fósforo novamente disponível paar os organismose o fósforo recicla (Krohne,2001). Figura 8: Representacao esquematica do ciclo do fosforo ISCED Disciplina: Ecologia 92 Cíclo do enxofre Do mesmo do como o carbono, o nitrognio e o fósforo, o enxofre é essencial para a vida dos organismos e ele entyra na composição de alguns aminoácidos como a cisteína e a metionina, que são essenciais para asíntese de proteínas (Killman,1994). Contrariamente aos vegetais, os animais, incluíndo o homem,não conseguem sintetizar directamente a partir de enxofre atmosférico, os aminoácidos contendo enxofre. Elês obtêm esses aminoácidos consumindo vegetais. A seguir é apresentado um resuno do ciclo do enxofre segundo Krohne (2001). As reservas de enxofre encontram-se na atmosfera e nas rochas. Parte do enxofre presente na atmosfera na forma de H2S é proveniente de reupções vulcânicas, mas, como é referido nos paragráfos a seguir, também alguns processos biológicos conduzem à formação de H2S. Uma outra forma de enxofre presente na atmosfera é dióxido de enxofre (SO2). As plantas podem absorver directamente o enxofre presente na atmosfera, porém o processo não é mediado por bactérias, como acontece com o nitrogénio; o enxofre na forma de dióxido de enxofre (SO2), entra através do poros das folhas não sendo, portanto, necessária a participação de bactérias simbióticas.Tal como o fósforo, os produtores primários obtêm o enxofre a partir do solo, onde ele está presente à custa do processo à custa do processo da meteorização das rochas contendo enxofre. O enxofre dissolvido na água do solo é absorvido pelas plantas na forma do ião sulfato (SO4 -2 ). O enxofre presente na biomassa dos produtores primários passa ao longo das cadeia tróficas para os consumidores e através dos processos de decomposição de organismos mortos, o enxofre volta a tornar-se disponível na forma de SO4 -2 para os produtores primários e outros organismos. Nos sistemas aquáticos os iões sulfato podem formar sedimentos no ISCED Disciplina: Ecologia 93 fundo, no lodo, onde o teor de oxigénio é reduzido (condições anaeróbicas ou de anaerobiose). Nesses sistemas, em condições anaeróbias, algumas bactérias (dos géneros Dissulvovibrio e Dissulfomonas) utilizam o ião sulfato como fonte de oxigénio e como resultado, forma-se o sulfureto de hidrogénio (H2S) e outras formas reduzidas de enxofre. É o sulforeto de hidrogénio que é responsável pelo cheiro típico, natural, dos chrcos e das zonas lodosas. Através da acção de algumas bactérias especializadas, o sulfureto de enxofre de hidrogénio pode ser convertido novamente para ião (SO4 -2 ), a forma que pode ser novamente absorvida e assimilada pelos produtores primários e o ciclo continua. UNIDADE Temática 4.3. Cíclo de Nutrientes e Aplicação Ambiental Cíclo de nutrientes Os ecossistemas podem ser estudados numa escala geográfica pequena (local) ou numa escala geográfica global. Numa escala geográfica pequena distinguem-se as principais fontes ou entradas de nutrientes e as saídas de nutrientes. Em geral as principais entrdas de nutrientes para os ecossistemas são provenientes fundamentalmente de quatro compartimentos: I. A biomassa viva é a quantidade de matéria viva presente numecossistema, num dado momento. É referido como sendo o peso seco de tecidos por unidade de área (ton/ha ou kg/m 2 ) (O’Hare, 1988). É por exemplo, a biomassa da vegetação de uma floresta, dos animais de uma savana, ou das culturas de uma parcela de produção agrícola. Nos sistemas terrestres, a biomassa compreende os organismos (plantas, animais e outros) presentes na superfície do solo bem como os que estão no subsolo. ISCED Disciplina: Ecologia 94 II. A matéria orgânica morta é constituída por animais, plantas e outros organismos em decomposição. Nos sistemas terrestres encontra-se por exemplo o lixo floresatl ou a manta florestal, constituída por folhas, ramos, frutos e animais em decomposição e também o húmus que representa difersntes fases de decomposição da matéria orgânica no solo (Killman, 1994). Nos sistemas aquáticos, parte da matéria orgânica morta precipita para o dundo, nos sedimenros, e outra parte da matéria orgânica morta dissolve no meio aquático. III. O Solo é uma fonte importante de nutrientes nos ecossistemas terrestres. O solo é derivado de rochas e tanto os solos como as rochas estão em constante alteração, como resulatdo do clima e das alterações induzidas pelos próprios organismos, incluindo o Homem. IV. A atmosfera – poeiras depositadas pela acção dos ventos e gases na superfície do solo e subsolo. ISCED Disciplina: Ecologia 95 Figura 9: Modelo conceitual do ciclo de nutrientes No que se refere às saídas dos nutrientes paar fora dos ecossistemas, os nutrientes podem ser transportados pela água, quando estão nela dissolvidos, podendo infiltrar em profundidade no interior do solo, atingindo a àgua subterrânea. Os nutrientes podem também ser escoados pelo fluxo da água das chuvas, até aos rios e os oceanos. A erosão é uma fonte de perda de nutrientes. Portanto, quando são analisados os movimentos dos nutrientes nos ecossistemas numa escalapequena, pode-se dizer que alguns nutrientes podem ser completamente perdidos dos ecossistemas; como resultado, os nutrientes podem simplesmente fluir e não ser observada a sua reciclagem. Pode também ocorrer a interferência entre diferentes nutrientes provenientes de outros ecossistemas (Krohne, 2001). Neste caso, o conjunto das saídas é superior às entradas de nutrientes para o ecossistema (entrdas - saídas = perdas). Em contarpartida, quando as entradas são iguais às saídas o balanço está em equilíbrio (entradas = saídas); quando as entradas são superiores às saídas, os nutrientes acumulam-se na biomassa viva, isto acontece por exemolo, durante a sucessão ecológica, à medida que se vai formando uma floresta clímax (entras – saídas = acumulação) (Begon et al., 1996). A pertir de dois exemplos analisa-se, nesta secção, como operam os ecossiatemas numa escala geográfica pequena. Os padrões são específicos para cada local. O primeiro exemplo é dado a aprtir da análise de estudos realizados por vários autores na ilha de moçambique, localizada na costa de Moçambique, onde podemos verificar como o percurso de nutrientes de um ecossistema de dimensão realtivamente pequena, neste caso a de uma machamba, pode ser estudado. Segundo Macnae & Kalk (1959), a população da ilha deMoçabique foi estiamda como sendo de 2000 habitantes em 1950, tendo aumentado para 5.21 habiatntes em 2007 (INE, 2007). Na ilha de Inhaca, a terra potencialmente propícia para agricultura é escassa e os solos da ilha são ISCED Disciplina: Ecologia 96 predominantemente arenosos, pobres em matéria orgânica e vulneráveis à erosão (Koning & Balkwill, 1995). A conservação das florestas é necessária para aprotecção da Ilha contra aerosão, no entanto, a população pratica agricultura de corte e queima, pondo em risco a estabilidade da ilha e contribuindo mais para o declíneo dos nutrientes do solo. Por exemplo, os estudos realizados por José e Lagerlof em 1992-1994, revelam que a queima da biomassa florestal resulta em perdas do nitrogénio (em 16%) e do enxofre (em 10%) e vários nutrientescomo o magnésio, o cálcio, potássio e o fósforo que resultam da queima da vegetação, são adicionados ao solo. Por outro lado, sabe-se que a adição da matéria orgânica, de lixos vegetais e estrumes org^anicos no solo é essencial para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas nas regiões tropicais; a matéria org^anica liberta nutrientes lentamente, protege o o solo contra a erosão e forma a matéria orgânica estabilizada ou húmus; o húmus, por sua vez, regula a libertação de nutrientes, minimiza a perda de nutrientes por lixiviação e melhora a estrutura do solo (Weischet & Caeviedes, 1993; Palm et al., 2001; Tejada et al., 2008). No entanto, na ilha de inhaca, os resíduos orgânicos produzidos durantes a preparação da terra para a gricultura ou depois da colheita das culturas são queimados. Isto contribui para que depois de 2-3 anos de exploração agrícola ocorra um declíneo acentuado da matéria orgânica dos solo e dos nutrientes do solo, perde-se fertilidade. Os estudos realizados por v’arios investigadores revelam que na ilha de Inhaca, a fertilidade so solo depois de queimar, não recupera, mesmo passados 20 anos de pousio. A matéria orgânica mineralizada (liberta nutrientes) rapidamente, os nutrientes tendem a ser facilmente perdidos pelas acção da água das chuvas – o facto de os solos serem arenosos, facilita a infiltração e perda de nutrientes (Campbell et al., 1998; Munisse, 1991; Serra-King & Halton, 1994; Serra-King, 1995). Contudo, a gestão dos solos pode ser determinante para recuperação dos nutrientes dos solos, como revelam ISCED Disciplina: Ecologia 97 os estudos realizados em 1992-1994 por José & Lagerlof. Estes estudos dão aindicação de que a adição de resíduos orgânicos como restos de milho e folhas de leguminosas pode ser uma alternativa pra adevolução de alguns nutrientes paar o solo, embora seja necessária a avaliação dessa prática a longo prazo e o estudo da sua viabilidade em termos económicos. A floresta tropical húmida oferece o segundo exemplo interessante para analisar como um ciclo de nutriente oprea numa escala geogáfica local. O conjunto de condições da floresta tropical húmida (temperatura e humidade) é favorável ao processo de decompsição, a qual decorre muito rapidamente devolvendo o nutriente para o solo (krohne, 2001). No ecossistema da floresta trpocal húmida, os nutrientes tendem a perder-se devido aos elevados níveis de precipitação. Contudo, a vegetação da floresta possui estratégias que permitem uma imediata absorção de nutrientes. Por isso, o ciclo de nutrientes na floresta tropical húmida é demasiadamente fechado, evitando perdas. Assim, observa-se que na floresta trpical ocorre um grande contraste entre os solos pobres (cujos nutrientes tendem a ser transportados pelas águas das chuvas que são intensas) e a elevada produtividade da floresta tropical (Weischet & Caviedes, 1993). É este contraste que tem movido a acção humana negativa sobre as florestas tropicais – a vegetação luxuriosa tem induzido o desbravamento acelerado das florestas tropicais, com o intuito de transformá-las em áreas de produção agrícola (veja descrição da floresta tropical no capítulo III). Vários mecanismos adapativos sincronizados controlam o fluxo de nutrientes na floresta tropical húmida, resultando numa eficiente reciclagem de nutrientes e maximização da utilização dos mesmos. Como resultado, as perdas para fora do sistema são inimizadas. Por exemplo, as raízes de akgumas espécies de plantas que se estende à ISCED Disciplina: Ecologia 98 superfície penetram e extraem os nutrientes directamente dos materiais em decomposição na manta morta da floresta (este caminho pode ser também visualizado no ecossistema florestal da ilha de Inhaca); outras espécies, como é o caso ads plantas epífitas, intersectam os nutrientes dissolvidos na água das chuvas que escorre pelos troncos das árvores. Os nutrientes que escorrem são provenientes dos estratos superiores donde caem vários materiais em decomposição como os frutos, folhas e sementes, para além dos produtos de excrecção dos animais que vivem nas árvores. Outro exemplo é a ocorrência de associações mutualistas entre fungos e as raízes das plantas e as que ocorrem dentro da cadeia dos decompositores, de tal forma que tudo que é decomposto localmente é imediatamente absorvido (Weischet & Caviedes, 1993). Como resultado, na floresta tropical húmida, a maior parte dos nutrientes dos solo estão fixados na biomassa da vegetação. Quando a floresta é queimada ocorre uma ruptura dos mecanismos conservadores de nutrientes e os utrientes são rapidamente mineralizados, arrastados pela água das chuvas e perdem-se do sistema. Daí que quando se derruba a floresta tropical húmida para praticar a agricultura, não são obtidos os rendimentos que seriam de esperar (Weischet & Caviedes, 1993; Krohne, 2001). Armazenamento e fluxo de nutruentes O armazenamento e fluxo de nutrientes é muito importante na medida em que ajuda a explicar a localização de e a mobilidade dos nutrientes dentro de um ecossistema. O movimento de nutrientes entre partes de de um sistema é muito mais importante do que a sua localização num determinado período de tempo. A reciclagem intra-sistema ocorre quando a planta absorve e assimila os nutrientes, a queda de partes vegetais e a sua posterior decomposição biológica. A rapidez com que os nutrientes passam duma fase para a outra é muito variável: tanto pode levar apenas uns minutos assim como pode pode durar séculos ou milénios. Por exemplo, no processo de ISCED Disciplina: Ecologia 99 fotorespiração a planta capta o carbono da atmosfera e em poucos minutos torna a colocá-lo na atmosfera (disponível para ser utilizado por esta ou outras plantas); um elemento incorporado na estrutura de uma folha de uma planta anual poderá retornar à disponibilidade anualmente; por outro lado, um elemento incorporado na estrutura lenhosa de uma árvore longeva pode durar muitos séculos a ser reincorporado na fase mineral. A localização e circulação de nutrientes num sistema varia de uma região para outra de acordo com as condições climáticas da Figura 10: Circulação de nutrients, a) intrassistemas e b) intersistemas. A circulação dos elementos dá-se por duas vias essenciais: a) aqueles que apresentam uma grande fase gasosa estão incluidas no ciclo gasoso que é de ambito regionale inter-sistemas; b) aqueles que carecem duma fase gasosa e perfazem o seu ciclo nos sedimentos. Estes últimos são normalmente basicamente de circulação intra-sistema e o seu cíclo é muito mais lento que os gasosos; a sua circulação entre sistemas é insignificante e pode realizar-se por meio de animais ou de errupções que removem a terra e trazem a superfície os elementos que se haviam sedimentado. Um desequíbrio (dentro de um sistema) nos elementos de ISCED Disciplina: Ecologia 100 cíclo gasoso é facilmente compensado por outros sistemas próximos, enquanto que o desequilíbrio de um elemento de cíclo sedimentar pode ser fatal para o sistema, pois a sua mobilização desde outros sistemas, ou o seu retorno dentro do mesmo sistema é muito lento e casual. Alguns elementos como o enxofre, podem apresentar-se nos cíclos gasoso e no sedimento, porém este deve ser incluido dentro da fase em que se apresenta disponível para as plantas.Aplicação ambiental- a interferência humana sobre os ciclos Aa descrição de ciclos biogeoquímicos apresentada na secção 2.1, representa o movimento natural dos elementos, sem considerar o impacto do Homem na alteração desses movimentos. Contudo, o Homem interfere no movimento natural dos elementos químicos, aumentando as entradas desses elementos nos sistemas naturais e interferindo nas taxas de transferência entre os reservatórios naturais desses elementos. Essa secção analisa como o Homem pode interferir na alteração do equilibrio dos ciclos biogeoquímicos. Desbalanço de carbono e aquecimento global Um dos produtos resultantes da queima de florestas e de combustíveis fósseis é o dióxido de carbono. O fogo é um dos resultados de uma reacção violenta entre os compostos de carbono e oxigénio. Os combustíveis fósseis são queimados para suportar diversas necessidades da vida e do desenvolvimento humano, por exemplo, os meios de transporte, a produção de alimentos, o aquecimento e a produção de energia electrica. A nível global, a taxa de transferência do carbono como resultado da ISCED Disciplina: Ecologia 101 queima de combustíveis fósseis é da ordem de 5 Gton de carbono por ano. A remoção e queima de florestas contribui com uma transferência do carbono da biomassa viva para atmosfera da ordem de 1 gton de carbono por ano globalmente. Portanto, no total, 6 Gton de carbono por ano são emitidos para atmosfera como resultado da actividade humana. Parte do dióxido de carbono emitido é absorvida pelos diferentes reservatório, principalmente os oceanos. Porém, são excedentes 3 Gton por ano. Portantanto, a taxa de aumento do carbono é de 3 Gton por ano (Newman, 1993). Os dados apresentados por Newman (1993) são muito importantes para analisar o nível de desbalanço do carbono, apeasr de terem sido disponibilizados há 21 anos. Hoje, a humanidade continua a adicionar quantidades enormes de dióxido de carbono na atmosfera e dados mais recentes indicam que a concentração do carbon tende a aumentar ( Riebeek 2011). O dióxido de carbon é um dos gases que contribui para o efeito de estufa. O aumento da concentração dos gases de estufa altera a temperature da terra, tornando- a mais quente. Umas das consequências do aquecimento verifica-se no comportamento das chuvas. Com o aquecimento, tanto a água dos oceanos como a água contida nos solos evapora com uma intensidade; como resultado, grandes quantidades de vapour de água vão para a atmosfera, provocando grandes quantidades de precipitação em algumas regiões e a seca dos solos noutras regiões. Em algumas regiões, grandes quantidades de chuva came de uma só vez, provocando cheias e catástrofes. Portanto, o aquecimento global provoca grandes contrasres: não causa apenas maiores quantidades de chuva, mas também grandes secas. Segundo a Convenção das Nações Unidades para as Mudanças Climáticas ( UNCCD 2011), as regiões áridos e semi-áridas são áreas susceptíveis á cheias,á seca e á desertificação e são especialmemte ISCED Disciplina: Ecologia 102 vulneráveis ás adversidades das mudanças climáticas. Eutrofização A eutrofização pode ser resultante de uma tendência natural, mas também pode ser causada pela actividade humana quando ela afecta o ciclo do nitrogénio e do fósforo. A adição de fertilizantes nos sistemas agrícolas, contribui para o aumento do nitrogénio e do fósforo nos cursos de água ( frequentemente nos rios e lagos), principalmente através dos processos de escoamento e/ou infiltração da água das chuvas para os sistemas aquáticos; o fósforo é geralmente adicionado quando os despejos domésticos são drenados nos sistemas aquáticos. Geralmente, os despejos domésticos são ricos em fósforo ( Newman,1993;Begon et al., 1996). Os produtores respondem positivamente ao eriquecimento ( eutrofização) de rios e lagos, pelo fósforo e nitrogénio, aumentando a produção primária, o que se traduz num maior crescimento e produção da biomassa do fitoplâncton nos sistemas aquáticos. O crescimento rápido e explosive dos produtores provoca váriso efeitos ecológicos em cascata dentro dos sistemas aquáticos (Begon et al., 1996). Por exemplo, as algas formam uma espécie de ―tapete‖ superficial, reduzindo a penetração da luz nas camadas inferiors. Como resultado, grandes quantidades de algas morrem e a demanda de oxigénio para a decomposição aumenta, provocando a redução do teor de oxigénio no sistema; consequentemente, ocorre a morte de organismos e a redução da biodiversidade ( Begon et al., 1996) Como fizemos referncia na secção 2.1.2, nos ecossistemas terrestres naturais, a produção primaria e tambem limitada pelo nitrogenio, por isso as comunidades vegetais naturais estão adaptadas a viver nestas condiçãoes. Analisando o ciclo do nitrogénio, pode-se facilmente deduzir que os ecossistemas terrestres naturais podem também ser enriquecidos pelo nitogénio resultante da actividade antropogénica. ISCED Disciplina: Ecologia 103 Esta adição pode ser conseguida através da precipitação ou pelo escoamento da água das chuvas que eventualmete tenham passado por terreno contend quantidades de fertilizantes azotados. A eutrofização dos ecossistemas terrestres é um problema menos conhecido do que a eutrofização dos ecossistemas aquáticos. Contudo, ele tem provocado profundas alterações de algumas comunidades vegetais , especialmente nos países europeus(Begon et al., 1996). chuvas ácidas Alguns produtos da combustão de carvões, petróleo e gasolinsa ( combustíveis fósseis) compreendem o dióxido de nitrogénio ( NO2 ) e o dióxido de enxofre ( SO2 ). Estes compostos são emitidos para atmosfera onde, em combinação com o vapor de água atmosférico formam respectivamente, o ácido nítrico e o ácido sulfúrico que precipitam, dando origem ás chamadas chuvas ácidas (Begon et al., 1996; Krohne,2001). Outra forma de nitrogénio que contribui para as chuvas ácidas é a ammonia ( NH3) formada durante o processo da amonificação. Grandes quantidades de amónia são emitidas para a atmosfera, por exemplo, quando os estrumes são aplicados para fertilizar os solos. As chuvas ácidas são susceptíveis de danificar os ecossistemas aquáticos. Muitas espécies de peixes morrem quando aumenta a acidez da água. A acidez pode favorecer a solubilizaçªao de alguns elementos quimicos tóxicos ( como por exemplo, o alumínio) tornando-os mais ISCED Disciplina: Ecologia 104 concentrados na água; a acidez pode conduzir á diminuiçªao da concentração de alguns elementos quimicos necessaries, como e o cas do fosforo que em ambientes acidos, combina com o ferro, formando complexos insoluveis e por isso, torna’se pouco disponivel para os organismos(Begon et al., 1996; Krohne,2001). EXERCÍCIOS DO TEMA IV 1. Explique o que entende por cíclos biogeoquímicos? 2. Quais são os principais cíclos que conheces? 3. Descreve o cíclo do nitrogénio? 4. Descreve o cíclo do enxofre? 5. O que entende por cíclo de nutrientes? 6. Qual é a importância do conhecimento dos cíclos? TEMA – V: SUCESSÃO ECOLÓGICA UNIDADE Temática 5.1. Conceitos e Generalidades. UNIDADE Temática 5.2. Tipos de Sucessão. UNIDADE Temática 5.3. Mecanismos da sucessão e Aplicação Ambiental. UNIDADE Temática 5.1. Conceitos e Generalidades. Sucessão ecológica SucessãoEcológica é o processo de mudança contínua (colonização e extinção), ao longo do tempo, na composição das espécies de uma comunidade, a qual se verifica depois de uma perturbação natural ou de ISCED Disciplina: Ecologia 105 origem antropogénica e que envolve três mecanismos: a facilitação, a tolerância e a inibição (Krohne, 2001). Grande parte dos tesxtos que discutem as sucessões falam de mudanças que ocorrem num padrão de tempo de 1-500 anos. Caso não se verifiquem mudanças significativas na composição das espécies durante este período, a comunidade é dita madura ou Climax. Deve-se notar, porém que estas comunidades climax não são estáticas, elas mudam mas não tem efeito cumulativo. Além disso, as pequenas mudanças no número de plantas ou mesmo na composição das espécies, resulta de algumas flutuações a largo prazo. Este é o estado de equilíbrio dinâmico, similar ao balaço quimico numa solução. Figura 11: Representação Esquemática dos diferentes estágios da sucessão ecológica UNIDADE Temática 5.2. Tipos de Sucessão Sucessão Primária ISCED Disciplina: Ecologia 106 Ocorre nos sítios onde a vegetação nunca se estabeleceu antes, sobre as dunas de areia, rochas ou sobre outro tipo de substratos. O desmatamento, o fogo, o vento, as cheias, as erupções vulcânicas e outros factores podem interromper o processo da sucessão ecológica, passando a ocorrer a sucessão secundária. Sucessão Secundária É o processo de colonização de uma área que desprovida de vegetação mas cujo o solo mantém um banco de sementes viáveis e matéria orgânica que facilita o estabelecimento da vegetação. UNIDADE Temática 5.3. Mecanismos da Sucessão e Aplicação Ambiental Mecanismos da Sucessão Ecológica As espécies que colonizam os primeiros estágios da sucessão primária são designadas por espécies pioneiras. Durante o processo de colonização, as espécies pioneiras propiciam o melhoramento das condições do substrato para o estabelecimento de espécies que se vão desenvolver nos estágios subsequentes, ou seja, facilitam a colonização por outras espécies. Este mecanismo é designado por facilitação. Por exemplo as raizes asseguram as areias, a cobertura vegetal reduz a temperatura no substrato e aumenta o teor de humidade (Krome, 2001). O mecanismo da tolerância envolve a substituição de espécies que se estabeleceram nos primeiros estágios de colonização por espécies mais tolerantes às condições criadas pelas espécies pioneiras. As espécies que se vão estabelecendo tendem a inibir a colonização de outras espécies prolongando assim o tempo da sucessão ecológica. Este ISCED Disciplina: Ecologia 107 mecanimo é designado por inibição (Krome, 2001). O último estágio do desenvolvimento em que a comunidade atinge o estágio de maturação é designado por climax. Contudo, existe o debate entre ecologistas se um equilíbrio completo chega a ser atingido ou não na natureza. Vários autores consideram que mesmo no estágio de maturidade, as comunidades observam um equilíbrio dinâmico, ou seja, uma constante mudança (Carpenter et. Al. 2001). Aplicação Ambiental do Conceito de Sucessão Ecológica Compreender os mecanismos que governam a sucessão ecológica permite predizer e acelerar os mecanismos de mudança das comunidades através da realização de planos de restauração de habitats perturbados tanto pela acção humana, por exemplo fogo, como por factores naturais. Na ilha de Inhaca (Moçambique), por exemplo, a população pratica agricultura de corte e queima, sendo que em algumas áreas a vegetação foi profundamente alterada. A ilha é susceptítivel à erosão e o grau de transformação das florestas primárias em áreas abertas levou a declaração de zonas de protecção (reservas) em 1976, a qual abarcou algumas áreas que já tinham sido transformadas em áreas agrícolas e algumas zonas marinhas (Kalk, 1995). Nas áreas protegidas, foi possivel a recuperação natural da vegetação por via da sucessão secundária, podendo ser observadas formações de vegetação secundária de diferentes idades de recuperação. A vegetação secundária pode ser observada nas ISCED Disciplina: Ecologia 108 dunas da zona leste da ilha e que estão dentro da área protegida. O mosaico de vegetação estabelecido na ilha, permite observar e estudar o efeito da sucessão ecológica, sendo até possível estimar as idades de alguns mosaicos de vegetação. Os solos da ilha são pobres por inerência, são arenosos e com um teor de matéria orgânica muito fraco. Por isso, o processo de corte e queima torna os solos ainda mais pobres, o que torna difícil o sustento da vegetação e por sua vez, torna o solo susceptível à erosão. EXERCÍCIOS DO TEMA V 1. O que é sucessão ecológica? 2. Indique os tipos de sucessões que conheces? 3. Quando os agricultores deixam as machambas em poseio para a recuperação da fertilidade do solo, que tipo de sucessão ecológica estão a promover? 4. Que aplicação ambiental tem o conhecimento das sucessões ecológicas? 5. Quando é que se considera uma comunidade madura ou climax? 6. Faça a distinção entre uma sucessão primária e uma sucessão secundária? ISCED Disciplina: Ecologia 109 TEMA – VI: RECURSOS RENOVÁVEIS E NÃO RENOVAVEIS (Conceitos e Generalidades) RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS Recursos Naturais Qualquer recurso que o homem usa que é extraído do ambiente para a sobrevivência ou progresso é considerado um recurso natural. Recursos são encontrados em todos os lugares, mas diferentes regiões do mundo são ricas em diferentes variedades. Os recursos naturais em geral são separados em duas categorias: renováveis e não-renováveis. Recursos renováveis Um recurso renovável é algo que está continuamente disponível, ou que pode ser restabelecido facilmente. Por outro lado recursos naturais podem ser renovados com a mesma velocidade, ou ainda mais rápido, do que são consumidos. A água, solo, animais, florestas e produtos agrícolas são exemplos de recursos renováveis. Enquanto estes recursos podem ser substituídos — as colheitas são colhidas e plantadas todo ano, por exemplo —, é importante monitorar o uso deles e evitar o consumo excessivo, especialmente no ISCED Disciplina: Ecologia 110 caso das florestas, que levam décadas para se renovarem. Energia renovável A energia renovável inclui os recursos continuamente renováveis, como a luz solar, vento, água e energia geotérmica, todos sendo restabelecidos naturalmente. Esses recursos são aproveitados por dispositivos como painéis solares e turbinas eólicas, e são convertidos em mais fontes de energia utilizável. As energias renováveis são consideradas mais limpas e ambientalmente benéficas do que as fontes tradicionais. Em alguns países, essa energia conta como a maior parte das fontes de energia. Por exemplo, toda a eletricidade da Islândia é produzida com energia hidráulica e geotérmica. Muitos países, tanto desenvolvidos quanto em desenvolvimento, estão optando por essas energias renováveis. Recursos não-renováveis Os recursos não-renováveis são aqueles que podem acabar, ou que nãopodem ser restabelecidos com a mesma velocidade com que são consumidos. A maioria dos recursos não-renováveis é extraída das camadas profundas da Terra e leva várias eras geológicas para se desenvolver. Os principais exemplos incluem o petróleo, urânio, gás natural e carvão. Esses recursos abastecem a maior parte da energia do planeta em termos de produção humana. Os recursos não-renováveis também incluem os minerais, como cobre, diamante e alumínio. Embora eles sejam finitos, alguns produtos criados a partir deles podem ser reciclados e reutilizados. ISCED Disciplina: Ecologia 111 Factores ambientais O recolhimento e utilização dos recursos naturais afecta o bem-estar do ambiente de várias maneiras. É importante para o ser humano praticar a sustentabilidade de recursos renováveis para não perturbar a produção natural desses materiais no planeta. Infelizmente, as práticas não- sustentáveis são comuns. O desmatamento, que são as atividades de exploração de madeira que acabam com grandes áreas de florestas, contribui para a poluição e põe em perigo os habitats de animais, assim como a existência de muitas florestas. Também existe uma controvérsia envolvendo o uso excessivo de recursos não-renováveis. Quando os combustíveis fósseis são queimados, liberam quantidades prejudiciais de gases de efeito estufa para a atmosfera. Até mesmo a extração de recursos não-renováveis pode causar graves impactos negativos no meio ambiente, como por exemplo a mineração a céu aberto, que deixa grandes crateras na superfície da Terra, destruindo os habitats de ecossistemas inteiros. EXERCÍCIOS DO TEMA VI 1. O que entende por recurso natural? 2. Distingue recurso natural renovável de recurso natural não renovável? 3. Dê 3 exemplos de recursos naturais renováveis? ISCED Disciplina: Ecologia 112 4. Indique as consequências da exploração de recursos naturais para o ambiente? ISCED Disciplina: Ecologia 113 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Odum, Eugene P. (1997). Funadamentos de Ecologia. Lisboa. Lisboa, Fundação Calouste Gulbenkian. Killham, Ken (1994). Soil Ecology. Cambridge: Cambridge University Press. Krohne, David T. (2001). General Ecology. Australia: Brooks/Cole. O´Hare, G. (1992). Soil, Vegetation, Ecossistems. UK: Oliver and Boyd. Arthurton, R.S., Kremer, H.H., Odada, E., Salomons, W., Marshall Crossland, J.I. (2002), African Basins: Loicz Global Change Assessment and Synthesis of River Catchment-Coastal Sea Interaction and Human Dimensions. Loicz Reports & Studies No. 25, Netherlands. Kareiva, Peter, Watts, S., McDonald, R., Boucher, T. (2007). Domesticated Nature: Shaping Landscape and Ecosystem for Human Walfare in Science, vol 316. Ministerio da Educação e Cultura. (1979). Atlas Geográfico, vol. 1, Maputo. Odum, E. P. (1985). Ecologia, Interamericana, Brasil. Longnam, K. A. & Jenik, J. (1974). Tropical forest and its enviroment, Lowe & Brydone printers limited, Thelford. Lamprecht, H. (1990). Silviculturanos trópicos, GTZ, Eschborn. Collinson, A. S. (1988). An Introduction to world vegetation, ISCED Disciplina: Ecologia 114 Unwin Hyman, Lta. Wellington. Begon, M., Harper, J.L. & Townsend, C.R. (1986). Ecology, Individuals, populations and communities. Blackwell Scientific publications, Oxford. R.U. Cary Institute of Ecossystem Studies (2008). Defining Ecology. Krebs, Charles. J. (1972). Ecology. The Experimental Analysis of Distribution and Abundance. New York. Harper & Row, Publications. Tjallingii, Style (1986). Ecologia. Faculdade de Educação, Universidade Eduardo Mondlane, Maputo. Sitoe, Almeida (2003). Bases Ecológicas pra Agronomia e Silvicultura. Universidade Eduardo Mondlane, versão 3, Maputo. Dajoz, Roger (1983). Ecologia. 4a edição, Rio de Janeiro, Editora Vozes. Futuyma, Douglas (1986). Evolutionary Biology. 2a edição, Sunderland, Sinauer Associates, Inc. Publishers.