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Ecologia de Ecossistemas Profa. Carolina Oliveira Santos Meio Ambiente e Desenvolvimento Conceitos Ecologia (do grego oikos, “casa” ou “lugar para morar”; e logos, “estudo de”) é a ciência que estuda como os organismos interagem entre si e com o meio ambiente. Seres vivos Seres vivos 2 Meio Ambiente Meio ambiente: conjunto de condições, leis, influência e interações de ordem física, química, biológica, social, cultural e urbanística, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas (Resolução CONAMA nº 381/06) Para a ciência ecológica, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas, químicas e biológicas que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. 3 Ecossistema Elementos abióticos: matéria inorgânica ou sem vida (água, ar, solo) Elementos bióticos: seres vivos No ecossistema, o conjunto dos seres vivos interagem entre si e com o meio natural de maneira equilibrada. 4 A natureza fornece todos os elementos necessários para as atividades dos seres vivos; o seu conjunto recebe o nome de biótipo, enquanto o conjunto de seres vivos recebe o nome de biocenose. A união entre esses conjuntos, biótipo e biocenose, forma o que se convencionou chamar de ecossistema. Um ecossistema compõe-se de elementos abióticos, ou seja, matéria inorgânica ou sem vida (como ar, água, ar, solo) e elementos bióticos, os seres vivos. 5 Na natureza cada espécie possui seu habitat e seu nicho ecológico Habitat: local ocupado por uma determinada espécie, incluindo as características abióticas. Nicho ecológico: é a função de uma determinada espécie dentro do conjunto de ecossistemas e suas relações com outras espécies e com o ambiente. 6 Habitat x Nicho Ecológico Espécies convivendo em um mesmo habitat possuem nichos ecológicos diferentes. Mesmo que haja uma sobreposição, ela será somente parcial. Ou seja, dois animais podem se alimentar de forma semelhante e procurar alimentos em horários parecidos, mas dificilmente serão iguais em todos os seus hábitos. Eles podem, por exemplo, se reproduzir em épocas diferentes do ano. Podemos admitir a sobreposição, mas não a igualdade de nichos. 7 Exemplo (UNIFESP) Uma certa espécie de anfíbio consegue sobreviver em locais entre 18°C e 30°C de temperatura ambiente (1). A temperatura média variando entre 20°C e 30°C presente em algumas matas litorâneas do Sudeste brasileiro torna o ambiente ideal para essa espécie viver (2). Esse anfíbio alimenta-se de pequenos invertebrados, principalmente insetos, que se reproduzem nas pequenas lagoas e poças d'água abundantes no interior dessas matas (3). No texto, as informações 1, 2 e 3, referentes a essa espécie, relacionam-se, respectivamente, a: a) hábitat, hábitat, nicho ecológico. b) hábitat, nicho ecológico, nicho ecológico. c) hábitat, nicho ecológico, hábitat. d) nicho ecológico, hábitat, hábitat. e) nicho ecológico, hábitat, nicho ecológico 9 Exemplo (UNIFESP) Uma certa espécie de anfíbio consegue sobreviver em locais entre 18°C e 30°C de temperatura ambiente (1). A temperatura média variando entre 20°C e 30°C presente em algumas matas litorâneas do Sudeste brasileiro torna o ambiente ideal para essa espécie viver (2). Esse anfíbio alimenta-se de pequenos invertebrados, principalmente insetos, que se reproduzem nas pequenas lagoas e poças d'água abundantes no interior dessas matas (3). No texto, as informações 1, 2 e 3, referentes a essa espécie, relacionam-se, respectivamente, a: a) hábitat, hábitat, nicho ecológico. b) hábitat, nicho ecológico, nicho ecológico. c) hábitat, nicho ecológico, hábitat. d) nicho ecológico, hábitat, hábitat. e) nicho ecológico, hábitat, nicho ecológico 10 Ecossistema Disponível em: <http://tiraduvidas.webnode.com/resumos/a8%C2%BA%20ano/seres-vivos-e-ambiente/> 10 http://tiraduvidas.webnode.com/resumos/a8%C2%BA ano/seres-vivos-e-ambiente/ http://tiraduvidas.webnode.com/resumos/a8%C2%BA ano/seres-vivos-e-ambiente/ Divisão da Biosfera Disponível em: <http://www.grupoescolar.com/pesquisa/biosfera.html 11 Biosfera É o conjunto de todos os ecossistemas do planeta (MOTA, 2003). http://www.grupoescolar.com/pesquisa/biosfera.html http://www.grupoescolar.com/pesquisa/biosfera.html Biosfera 12 Ecossistema Comunidade População Espécie Exemplo (UFPR) Adaptado - Atualmente a Ecologia tem a preocupação de estudar os seres vivos, não isoladamente, mas em conjunto com o meio ambiente. De acordo com esta proposta, é correto afirmar que: 1) Ecologia é a parte da biologia que estuda as interações dos seres vivos, uns com os outros e com o meio ambiente. 2)População é um conjunto de indivíduos de diferentes espécies, os quais ocupam uma determinada área. 04) Ecossistema é o conjunto de relações entre os seres vivos e o mundo físico. 08) Habitat é o conjunto dos hábitos ou atividades de uma determinada espécie. 16) Biosfera constitui a porção do planeta habitada pelos seres vivos. 13 Exemplo (UFPR) Adaptado - Atualmente a Ecologia tem a preocupação de estudar os seres vivos, não isoladamente, mas em conjunto com o meio ambiente. De acordo com esta proposta, é correto afirmar que: 1) Ecologia é a parte da biologia que estuda as interações dos seres vivos, uns com os outros e com o meio ambiente. 2)População é um conjunto de indivíduos de diferentes espécies, os quais ocupam uma determinada área. 04) Ecossistema é o conjunto de relações entre os seres vivos e o mundo físico. 08) Habitat é o conjunto dos hábitos ou atividades de uma determinada espécie. 16) Biosfera constitui a porção do planeta habitada pelos seres vivos. 14 Autótrofos: seres capazes de sintetizar seu próprio alimento. Ex: Produtores seu próprioHeterótrofos: seres incapazes de sintetizar alimento. Ex: Consumidores e Decompositores Cadeia Alimentar 16 Cadeia alimentar Fonte: PUC (2014) A vida como conhecemos requer basicamente matéria e energia Matéria: algo que ocupa lugar no espaço Energia: capacidade de realizar trabalho Lei da conservação de massa: A matéria nunca deixa de existir, apenas é possível transformá-la de uma forma para outra. 16 Matéria e Energia A matéria é formada por átomos (unidade básica da matéria), íons (átomos ou combinação de átomos carregados eletricamente) e compostos (substâncias que contêm átomos ou íons de mais de um elemento unidos por ligações químicas). Matéria e Energia 17 Lei da conservação de energia: 1ª lei da termodinâmica - não é possível criar ou destruir energia quando ela é convertida de uma forma para outra em alterações físicas ou químicas. 2ª lei da termodinâmica - todas as vezes que a energia é alterada de uma forma para outra, terminamos sempre com menos energia utilizável do que quando começamos. À medida que se avança na cadeia alimentar, há uma redução na qualidade de energia disponível aos próximos organismos da cadeia. Quando um herbívoros come uma planta, quanto dessa energia é transferida para o herbívoro? Aproximadamente 10% da energia é transferida entre os níveis Pirâmide de Energia tróficos Consumidor Quaternário (1kcal) Consumidor Terciário (10 kcal) Cosumidor Secundário (100 kcal) Consumidor Primário (1.000 (kcal) Produtor 10.000 (kcal) 19 É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entre seus componentes. A primeira comunidade a se instalar é denominada pioneira . A próxima comunidade a se instalar é chamada de comunidade intermediária, são os arbustos, as pequenas árvores, vegetação de pequeno porte. Já existe a presença de animais invertebrados e pequenos mamíferos. E por fim, a última comunidade, dá-se o nome de clímax, o estágio final de evolução de um ecossistema. Sucessão Ecológica 19 Sucessão Ecológica 20 Quando a sucessão se inicia em uma área antes nunca povoada, ela é conhecida como sucessão primária Centenas de anos Sucessão Ecológica Dezenas de anos 21 Quando a sucessãose inicia em uma área já anteriormente povoada e cuja comunidade tenha sido quase extinta, ela é conhecida como sucessão secundária (UNIFESP/2008) Analise a figura. A figura mostra o processo de ocupação do solo em uma área dos pampas gaúchos. Considerando a sucessão ecológica, é correto afirmar que: Exemplo a) na fase 2 temos a sucessão secundária uma vez que, na 1, teve início a sucessão primária. (UNIFESP/2008) Analise a figura. A figura mostra o processo de ocupação do solo em uma área dos pampas gaúchos. Considerando a sucessão ecológica, é correto afirmar que: Exemplo b) ocorre maior competição na fase 3 que na 4, uma vez que capins e liquens habitam a mesma área. (UNIFESP/2008) Analise a figura. A figura mostra o processo de ocupação do solo em uma área dos pampas gaúchos. Considerando a sucessão ecológica, é correto afirmar que: Exemplo c) após as fases representadas, ocorrerá um estágio seguinte, com arbustos de pequeno porte e, depois, o clímax, com árvores. (UNIFESP/2008) Analise a figura. A figura mostra o processo de ocupação do solo em uma área dos pampas gaúchos. Considerando a sucessão ecológica, é correto afirmar que: Exemplo d) depois do estabelecimento da fase 4 surgirão os primeiros animais, dando início à sucessão zoológica. (UNIFESP/2008) Analise a figura. A figura mostra o processo de ocupação do solo em uma área dos pampas gaúchos. Considerando a sucessão ecológica, é correto afirmar que: Exemplo e) a comunidade atinge o clímax na fase 4, situação em que a diversidade de organismos e a biomassa tendem a se manter constantes. Conjunto de processos resultantes de danos no meio ambiente, pelos quais se perdem ou se reduzem algumas de suas propriedades, tais como, a qualidade ou capacidade produtiva dos recursos ambientais (Decreto Federal 97.632/89). Recuperação: restituição de um ecossistema ou de uma população silvestre degradada a uma condição não degradada, que pode ser diferente de sua condição original (SNUC, 2002). Restauração: restituição de um ecossistema ou de uma população silvestre degradada o mais próximo possível da sua condição original (SNUC, 2002). Reabilitação: é o retorno à forma e produtividade em conformidade com a sua capacidade de uso, incluindo sua estabilidade e equilíbrio ecológico (TOY e DANIELS, 1998). Degradação Ambiental 28 Degradação RestauraçãoRecuperação Reabilitação Degradação Ambiental 29 Preservar Conservar 29 de recursos com utilização Proteção naturais racional que garante a sustentabilidade de sua existência para as futuras gerações Proteção integral com intocabilidade para evitar perda de biodiversidade. Preservar x Conservar REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 30 BRAGA, B. de et al. Introdução à Engenharia Ambiental.2ª edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. MOTA, Suetônio. Introdução à engenharia ambiental. 3. ed. Rio de Janeiro: ABES, 2003.