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Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Biológicas XVII Semana de Estudos da Biologia Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos.

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1 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Biológicas XVII Semana de Estudos da Biologia Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos MSc. Marcelo da Silva Moretti - Doutorando Programa ECMVS - ICB/UFMG Laboratório de Ecologia de Bentos -

2 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Por que estudar processos em ecossistemas lóticos? A avaliação de processos ecológicos vai nos permitir inferir sobre: O funcionamento do ecossistema. O papel dos organismos no ecossistema. Os resultados de eventos passados e as possíveis conseqüências de eventos futuros.

3 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Parâmetros Convencionais X Processos o ecossistema como um cenário... Escala Temporal Parâmetros Bióticos e Abióticos Processos Ecológicos

4 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Avaliação de Processos Ecológicos Ciclo de vida dos organismos Taxa de produção do biofilme Medição de Clorofila Taxa de Retenção de Folhas

5 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Mas o que é melhor? Fazer um filme ou tirar uma foto? Depende... Qual a sua pergunta? ObservaçãoPerguntaHipótese ExperimentoAnálise dos Resultados Conclusão Método Científico

6 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos O fluxo de energia em riachos

7 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos O Processo de Decomposição O Conceito Degradação de matéria orgânica em compostos simples orgânicos e inorgânicos, com conseqüente liberação de energia.

8 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Dinâmica de matéria orgânica em riachos. Processos ecológicos em ecossistemas aquáticos (entrada, retenção, acúmulo e decomposição de detritos orgânicos). A influência da vegetação ripária na produtividade de pequenos córregos. Processamento de detritos foliares em ecossistemas aquáticos. Os Princípios

9 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Seqüência de decomposição de detritos foliares Tempo (dias) 5-25% 5% 20-35%15-25%~30% Decomposição química Colonização microbiana e decomposição física Colonização por invertebrados, continuação da atividade microbiana e decomposição física Conversão para MOPF Lixiviação de compostos solúveis (MOD) Mineralização por respiração microbiana para CO 2 Aumento do conteúdo protéico Nova conversão microbiana Alimentação animal Fezes e fragmentos Quantidade de perda de peso Queda natural da folha (MOPG)

10 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Como medir decomposição? Os coeficientes de decomposição são determinados a partir da porcentagem de perda de peso ao longo do tempo. Modelo exponencial negativo: W t = Peso remanescente no tempo t W o = Peso inicial k = Coeficiente de decomposição W t = W o e -kt Tempo (dias) % Peso Seco (g) Ln Tempo (dias) % Peso Seco (g) K = inclinação Análise de Covariância (ANCOVA)

11 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Córregos temperados X córregos tropicais. Fatores que influenciam as taxas de decomposição. Os detritos se encontram misturados no leito dos córregos. A composição da mistura pode afetar a taxa de decomposição de cada espécie individualmente. Composição de espécies X funcionamento do ecossistema = manejo e recuperação dos corpos dágua. O que influencia no processo?

12 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos O papel dos invertebrados Plecoptera Grypopterygidae Entrada alóctone de detritos: acúmulos no leito dos córregos = fonte de alimento e/ou abrigo para invertebrados bentônicos. Vegetação ripária = disponibilidade de recursos alimentares = estrutura trófica da assembléia de invertebrados. Fragmentadores são capazes de selecionar algumas espécies de folhas. Qual o papel dos organismos decompositores nos trópicos? Região Temperada: microrganismos invertebrados Região Tropical: microrganismos invertebrados

13 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos O papel dos invertebrados Fonte: Fleituch, 2001.

14 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Fonte: Fleituch, O papel dos microrganismos

15 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos E os nutrientes? Rosemond et al., 2002

16 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Nutrientes X Microrganismos Gulis & Suberkropp, 2003

17 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Como o processo de decomposição ocorre nos córregos tropicais? Resultados obtidos no Laboratório de Ecologia de Bentos

18 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Espécies Estudadas Myrcia guyanensisOcotea sp.Miconia chartacea Protium brasilienseProtium heptaphyllum

19 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Córrego Indaiá – 3ª ordem Córrego Garcia – 3ª ordem Parque Nacional da Serra do Cipó (MG) Rodovia MG-129, Serra do Ouro Branco P-Total: 14,5–20,25 g/L N-Total: 145,1–234,0 g/L P-Total: 260,0 g/L N-Total: 1000,0 g/L

20 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Metodologia Área de Estudos: Variáveis abióticas (vazão, pH, O 2 dissolvido, temperatura e condutividade elétrica). Coleta de folhas: redes (1m 2, 10 mm de malha) fixadas a 1,5 m do solo. Sacos de detrito (litter bags) de 15 x 20 cm (10 mm de malha). Córrego Indaiá (19° 16,4 S – 43° 31,2 W), 3ª ordem. Córrego Garcia (20° 21 S – 43° 41 W), 3ª ordem. Detritos de uma única espécie: 1 + 0,005 g de folhas. Detritos misturados: 2 + 0,005 g de folhas.

21 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Sacos contendo detritos misturados: Quatro réplicas para cada tratamento. Tempos de incubação: 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias. Lavagem sobre peneira de 120 m e secos a 60° C por 72 horas. Nos sacos contendo a mistura de detritos, as espécies foram separadas antes da pesagem. Incubação dos sacos de detritos. Detritos misturados.

22 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Características dos detritos foliares: Polifenóis totais; Nitrogênio total (Embrapa); Fósforo total (Embrapa); Dureza foliar. Extração de Polifenóis Aparelho construído para medir a resistência de material foliar.

23 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos 1. % g -1 PSRF; 2. gramas Experimento 1 - Características dos detritos foliares: Teste de Tukey: 1. M. guyanensis 2. M. chartacea 3. P. brasiliense e Ocotea sp.

24 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Córrego Indaiá: Coeficientes de decomposição ANCOVA, p> 0,05 Coeficientes de decomposição (-k dia -1 ) Myrcia guyanensisOcotea sp.Miconia chartacea Protium brasiliense Protium heptaphyllum

25 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Córrego Garcia: Coeficientes de decomposição Coeficientes de decomposição (-k dia -1 ) ANCOVA, p> 0,05 Myrcia guyanensisOcotea sp.Miconia chartacea Protium brasiliense Protium heptaphyllum

26 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Exper. 2 - Decomposição de detritos foliares no córrego Indaiá. ANCOVA, p < 0,001

27 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Densidade total de invertebrados: Os valores de densidade total foram diferentes entre os tipos de detrito e os tempos de incubação (ANOVA, p < 0,001).

28 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Riqueza taxonômica de invertebrados:

29 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Abundância Relativa:

30 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Composição em Grupos Tróficos Funcionais: Tempo (dias) Abundância Relativa * *

31 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Quais os próximos passos? Taxas de decomposição Hifomicetos aquáticos Invertebrados associados Concentração de nutrientes e dureza dos detritos Influência dos decompositores no processo de decomposição de detritos foliares no córrego Garcia. Preferência alimentar Sobrevivência Taxa de crescimento Parte 1 - Experimento no campo Parte 2 - Experimentos no laboratório

32 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos História dos Estudos de Decomposição em Ambientes Lóticos Stuart G. FisherGene E. Likens Fisher & Likens. Energy Flow in Bear Brook, New Hampshire: An Integrative Approach to Stream Ecosystem Metabolism. Ecological Monographs Webster & Benfield. Vascular Plant Breakdown in Freshwater Ecosustems. Ann. Rev. Ecol. Syst Boulton & Bonn. A review of methodology used to measure leaf litter decomposition in lotic environments: time to turn over an old leaf. Aust. J. Mar. Fresh. Res Abelho. From Litterfall to Breakdown in Streams: A Review. The Scientific World.

33 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Graça, Bärlocher & Gessner. Methods to study to Study Litter Decomposition. Springer. Manuel Graça Felix Bärlocher Mark Gessner

34 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos International Meeting on Plant Litter Processing in Freshwaters - PLPF Bilbao, Espanha Lunz, Áustria Szentendre, Hungria Toulouse, França Coimbra, Portugal. Toulouse, 2005.

35 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Para finalizar o curso...

36 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos O que é melhor?Este ambiente...

37 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Ou este...

38 Mensagem Final Todos nós modificamos ecologicamente o Mundo em que vivemos, para um pouquinho pior ou para ou pouquinho melhor, a cada dia, através de nossas ações. Fernando Fernandez. Obrigado!!!


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