Fluxo de Energia nos ecossistemas

Primeiros Naturalistas Carolus Linnaeus Alexander von Humboldt Charles Darwin

Incício do Século XX Conceito de teias alimentares (1920) Interdependência entre organismos; Relações sistemáticas entre organismos; Charles Elton Interdependência entre organismos e destes com o meio físico (conceito de ecossistema) - 1930 Sir Arthur G. Tansley

Conceito termodinâmico de ecossistema: Populações e comunidades como sistemas transformadores de energia; Descrição de sistemas por equações que representam um conjunto de troca de matéria e energia; Obediência a princípíos termodinâmicos; Conservação; Entropia; Alfred J. Lotka

(1942) – Compreensão de sistemas ecológicos com base em princípios termodinâmicos: Cadeia alimentar: seqüências de relações tróficas pelas quais a energia passava nos ecossistemas Níveis tróficos: elos da cadeia alimentar Pirâmide de energia: redução da energia nos níveis subseqüentes Raymond Lindeman

Eugene P. Odum (1953) - diagramas de fluxo de energia: Aplicações do modelo; Considerações; Eugene P. Odum

Eletromagnética (ondas) Fluxo de Energia Conceito de Energia Leis da Termodinâmica Particulada Eletromagnética (ondas) Tipos de Energia Potencial Química

Ambiente Energético na Biosfera Modificações quantitativas e qualitativas na radiação solar; Diferenças entre ambientes terrestres e aquáticos; Geração de ventos e regimes de marés; Absorção por organismos fotossintéticos: Potencial de assimilação;

Produtividade Primária (taxa quantificada): Produção Primária Transformação de energia luminosa em energia química Potencial Produtividade Primária (taxa quantificada): Bruta (E-NU); Líquida (A-R); C oxidado C reduzido (maior valor energético) 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 De comunidade;

Eficiência Fotossintética Pequena fração da radiação solar absorvida por pigmentos fotossíntéticos Diferenças na concentração de clorofila; Diferenças na eficiência fotossintéticas entre indivíduos e em um mesmo indivíduo; Perdas; Reflexão (superfície foliar); Respiração (calor); Dependência de outros fatores na produção de compostos químicos;

Transformações Químicas Conversão de glicose em lipídios, amidos e celulose Transporte e armazenamento Combinados com nitrogênio, fósforo, enxofre e magnésio, os carboidratos simples derivados da glicose produzem um conjunto de proteínas, ácidos nucléicos e pigmentos.

Fatores Abióticos que Interferem na Fotossíntese Luz e Temperatura: sensibilidade da produção primária Plantas de sol e sombra; Disponibilidade de água: Dependência de umidade do solo; Seca fisiológica; Nutrientes: Estímulos à base de fertilizantes (subsídios

Transferência de Energia entre Níveis Apenas 5% a 20% passam de um nível trófico para o próximo Energia utilizada no metabolismo de um nível trófico fica indisponível para o nível seguinte (perdas na respiração); Herbívoros e carnívoros gastam mais energia que produtores; Eficiência ecológica: percentual de energia transferida de um nível trófico para o outro

Variações na Produção Primária Depende de combinações favoráveis de temperatura, umidade, luminosidade e nutrientes;

Qualidade de Energia Como é medida; Alguns compostos de baixa qualidade: Animal: pêlos, exoesqueleto, penas, ossos e cartilagens; Vegetal: lignina, celulose e alguns compostos secundários; Eficiência de assimilação depende da disgestibilidade do alimento;

A Energia Atravessa o Ecossistema em Velocidades Diferentes Velocidade depende do tamanho e a complexidade das cadeias tróficas; Conseqüências do aumento de tamanho e complexidade das cadeias: Capacidade de suporte Diferenças entre tamanho máximo e ótimo; Quanto maior o tempo, maior a acumulação de energia;

Conseqüências do Aumento do Tamanho e Complexidade das Cadeias Tróficas Capacidade de suporte Capacidade de suporte (K máx.) Curvas de capacidade

Balanço Energético Reflete um equilíbrio entre créditos e débitos; O ecossistema ganha energia através da assimilação fotossintética e do transporte de matéria orgânica Entradas alóctones; Entradas autóctones;

Pirâmides Energéticas Caracterizam graficamente os níveis tróficos Tipos: Biomassa Números

Energia

Produção Energética para as Sociedades Humanas Principais desafios: Equilíbrio entre produção e gasto; Redução de consumo; Desenvolvimento de novas tecnologias: Aumento da eficiência energética;