Campina Grande-PB Prof a Márcia Maria Rios Ribeiro Estagiário-docente (Programa de Pós-Graduação em Eng. Civil e Ambiental) Danniel Cláudio de Araújo UFCG.

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1 Campina Grande-PB Prof a Márcia Maria Rios Ribeiro Estagiário-docente (Programa de Pós-Graduação em Eng. Civil e Ambiental) Danniel Cláudio de Araújo UFCG - Unidade Acadêmica de Engenharia Civil -2010.1 Ciências do Ambiente

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3 E COSSISTEMAS Um conjunto de seres vivos que interagem entre si e com o meio natural de forma equilibrada, por meio da reciclagem de matéria e do uso eficiente de energia solar. Unidade funcional básica, composta de uma biocenose( seres vivos) e um biótipo (ambiente). FATORES BIOLÓGICOS FATORES FÍSICOS Espécie População Comunidade Ecossistema

4 E COSSISTEMAS Exemplos de ecossistemas: Uma planta constitui um ecossistema O oceano é um ecossistema Um aquário é um ecossistema Uma floresta é um ecossistema Um reservatório hídrico, exemplifica um ecossistema

5 E COSSISTEMAS Elementos que compõem um ecossistema: Elementos bióticos - Os seres vivos Produtores – autrótrofos Consumidores primários – herbívoros Consumidores secundários – carnívoros Consumidores mistos – onívoros Decompositores – heterotróficos (Bactérias e protozoários, que se alimentam de materiais residuais) Elementos abióticos - Matéria inorgânica ou sem vida (como água, ar, solo)

6 FLORAPRODUTORES Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton. FAUNA CONSUMIDORES PRIMÁRIOS Composto por pequenos animais flutuantes (chamados Zooplâncton), caramujos e peixes herbívoros, todos se alimentado diretamente dos vegetais. CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc., CONSUMIDORES TERCIÁRIOS As aves aquáticas são o principal componente desta categoria, alimentando-se dos consumidores secundários. DECOMPOSITORES Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora, alimentando-se no entanto dos restos destes, e sendo composta por fungos e bactérias. Ecossistema aquático

7 FLORAProdutores Formado por todos os componentes fotossintetizantes, os quais produzem seu próprio alimento (autótrofos) tais como gramíneas, ervas rasteiras, liquens, arbustos, trepadeiras e árvores; FAUNA Consumidores primários São todos os herbívoros, que no caso dos ecossistemas terrestres tratam-se de insetos, roedores, aves e ruminantes; Consumidores Secundários Alimentam-se diretamente dos consumidores primários (herbívoros). São formados principalmente por carnívoros de pequeno porte; Consumidores terciários Tratam-se de consumidores de porte maior que alimentam-se dos consumidores secundários; Decompositores Aqui também como no caso dos ecossistemas aquáticos, esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora e sendo composta por fungos e bactérias. Ecossistema Terrestre

8 P ARTICULARIDADES DE U M E COSSISTEMA Suas características TODOS OS ECOSSISTEMAS SÃO INTERLIGADOS (BIOSFERA) - CONTINUIDADE

9 Suas características OS ECOSSITEMAS SÃO ABERTOS E SE MANTÊM ATRAVÉS DO FLUXO DE ENERGIA SOLAR – SISTEMA ABERTO PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA (OU LEI DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA) A energia pode se transformar de uma forma em outra, mas não pode ser criada ou destruída SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA Todo o processo de transformação de energia dá-se a partir de uma maneira mais nobre para uma menos nobre, ou de menor qualidade P ARTICULARIDADES DE U M E COSSISTEMA

10 Suas características OS ECOSSISTEMAS RESISTEM AS MUDANÇAS, OU SEJA, SÃO AUTO-REGULADORES – HOMEOSTASE Hipótese de Gaia (a terra seria uma organismo vivo) Toda a massa de matéria viva da Terra funciona como um vasto organismo que ativamente modifica o seu planeta para produzir o ambiente que melhor serve as suas necessidades.

11 P ARTICULARIDADES DE U M E COSSISTEMA ADAPTAÇÃO ENTRE AS ESPÉCIES E O MEIO AMBIENTE – SUCESSÃO ECOLÓGICA

12 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Em um ecossistema, cada espécie possui seu Habitat e seu Nicho Ecológico – Habitat – local ocupado pela espécie, com todas as suas características abióticas. É o endereço de uma espécie. – Nicho Ecológico – é a função da espécie dentro do conjunto de ecossistema e suas relações com as demais espécies e com o ambiente. Seria a profissão da espécie: Fontes de energia, taxas de crescimento e metabolismo, seus efeitos sobre outros organismos e sua capacidade de modificar o meio em que vive Num ecossistema equilibrado, cada espécie possui um nicho diferente do de outras espécies, caso contrário haverá competição entre espécies que possuem o mesmo nicho Equivalentes Ecológicos – são espécies que ocupam nichos semelhantes, em regiões distintas

13 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA CADEIA ALIMENTAR – arranjo produtor-consumidor. Podem ser divididas em dois tipos: As que começam pelos vegetais vivos e passam pelos herbívoros e carnívoros E as que se iniciam pelos detritos vegetais e animais e passam pelos detritívoros Capim gafanhotos pássaros raposas (Cadeia de Predadores) Trigo pulgão protozoários (Cadeia de Parasitas) Folhas fungos vermes (Cadeia de Decomposição) Dentro da cadeia alimentar ocorre a transferência de energia e nutrientes que segue a seguinte ordem: produtores (plantas), consumidores (animais herbívoros e carnívoros) e decompositores (fungos e bactérias ). animais herbívoros

14 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Cadeia alimentar

15 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Teia alimentar

16 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA

17 Teia ou cadeia alimentar?

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19 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Pirâmides ecológicas NÚMEROS

20 Na pirâmide de biomassa é indicada, em cada nível trófico, a biomassa dos organismos correspondentes. A pirâmide de biomassa é melhor que a de números por indicar, para cada nível trófico, a quantidade de matéria viva presente. BIOMASSA

21 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Pirâmides ecológicas ENERGIA Primeiro NT Segundo NT Terceiro NT Quarto NT Produtores Herbívoros Carnívoros 1 Carnívoros 2 Ou onívoros

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23 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Fluxo de energia e ciclo da matéria no ecossistema Produtores primários E consumidores primários (herbívoros) Energia Radiante E Carnívoros E Consumidores Terciários (carnívoros) Consumidores secundários (carnívoros) E Consumidores primários (detritívoros) E Cadeia de Pastagem Cadeia de Detrito Detritos E E Decompositores nutrientes

24 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas Matéria orgânica produzida, ou energia fixada pelos produtores Transferência para os consumidores ao longo das seqüências alimentares

25 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas TRANSFERÊNCIA PARA OS CONSUMIDORES AO LONGO DAS SEQÜÊNCIAS ALIMENTARES: UNIDADES DE MASSA UNIDADES DE ENERGIA – Calorias Incorporadas em Cada Nível Trófico Produção Primária (PP) – produtor Produção Secundária (PS) – consumidor 1 Produção Terciária (PT) – consumidor 2...

26 Organização de um Ecossistema Produtividade dos ecossistemas A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada como calor

27 P RODUTIVIDADE Produtividade Primária Bruta (PPB) de um Ecossistema: é a quantidade de material produzido pela fotossíntese, num período fixo de tempo Produtividade Primária Líquida (PPL): é a parte da energia dos produtores utilizável como alimento para os consumidores. Pois a outra parte é utilizada pelos produtores em suas funções vitais PP Varia com: – Estação do ano – Idade do indivíduo – Clima (PPL é superior em climas tropicais) – Disponibilidade de água, sais minerais e intensidade luminosa PPB = PPL + R

28 P RODUTIVIDADE - L EI DE E LTON Cada nível trófico incorpora apenas 10% da energia do nível precedente Quanto maior o nível trófico do organismo menor a quantidade de energia disponível Consumidores primários Produtores Consumidores secundários Consumidores terciários 1000 10100 10% 900 909 9000

29 P RODUTIVIDADE Estágio de sucessão ecológica PB/R – Relação entre Comunidade Clímax ou Sucessão Ecológica PB/R = 1,0 (Ecossistema Maduro) – toda produção primária líquida de um certo intervalo de tempo é consumida pela fauna em intervalo de tempo igual (PL = 0) PB/R > 1,0 (Ecossistema Sucessional) – apenas parte da produção primária líquida é consumida, ou seja, fica saldo de energia para manter novos consumidores (PL > 0) Diferenças entre o ecossistema sucessional e maduro CaracterísticasEcossistema sucessionalEcossistema maduro Diversidade biológicaBaixaAlta Biomassa totalPequenaGrande Número de relaçõesPequenoGrande Teia alimentarSimplesComplexa Relação produção/consumoMaior que 1Menor que 1 EstabilidadeInstávelEstável Resistência aos distúrbios externosBaixaAlta

30 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Alterações na cadeia alimentar Bloqueio da cadeia alimentar Destruição de um dos elos da cadeia; Introdução de organismo estranho à cadeia; Exemplos: O Eucalipto e a Caturrita Eichhornia crassipes, um aguapé brasileiro conquista o mundo Anopheles gambiae, um mosquito africano já expulso do país Austrália, ex-paraíso dos coelhos (Oryctolagus cunniculus)

31 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA ALTERAÇÕES NA CADEIA ALIMENTAR BIOMAGNIFICAÇÃO Alterações provocadas pela ação de poluentes químicos Os últimos níveis tróficos, são os mais prejudicados Mergulhão (2500) Peixes carnívoros (22 a 221) Peixes planctófagos (7 a 9) Zooplâncton (3,0) Fitoplâncton (0,5) Inseticida transferido por via alimentar Água (0,014) Pirâmide de biomassa do Lago Clear, na Califórnia (concentração em ppm) Charbonneau, J. P. et al, 1979

32 Desorganização de Um Ecossistema

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34 V AMOS EXERCITAR ? Há algo importante que deve ser observado em nossa aula. Notemos que há uma dependência muito grande entre os seres de uma cadeia alimentar. O que ocorreria, então, se modificássemos a cadeia em determinado ponto? Tomemos uma cadeia simples como exemplo: 1ª cadeia:Vegetais camundongos Serpentes Águia 2ª cadeia:Gafanhotos Aves Serpentes Águia

35 V AMOS EXERCITAR ? 1) Analisemos a primeira cadeia: se o número de serpentes tiver uma significativa diminuição, o número de águias também irá diminuir, pois ficará sem alimento; em contrapartida, o número de camundongos aumentará, pois não terá serpentes suficientes para manter um número equilibrado de camundongos. tendo como última conseqüência uma diminuição da vegetação. Analise você, a segunda cadeia e trace as conseqüências obtidas com a diminuição do número de serpentes 1ª cadeia:Vegetais camundongos Serpentes Águia 2ª cadeia:Gafanhotos Aves Serpentes Águia

36 V AMOS EXERCITAR ? 2) Temos, entretanto, o costume de imaginar esses fenômenos ocorrendo em um campo, em uma fazenda, em fim em um local distante de nós. Mas... nós participamos de uma cadeia alimentar?? E os animais que vivem conosco, também participam?? Disserte sobre a sua relação na cadeia alimentar em que vive. Faça um desenho/esquema para exemplificar.