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ECOLOGIA DE ECOSSISTEMA
Tansley, A.G. 1935. The Use and Abuse of VegetationalConcepts and Terms, Ecology 16: 284-307..
DEFININDO ECOSSISTEMA
Arthur G. Tansley
“O conjunto de organismos com seus ambients físicos e químicos
formam um ecossistema” (Ricklfes,2003)
“Ecossistema é o conjunto de organismos vivos numa determinada área,
que interagem comseu ambiente físico de tal forma que haja um fluxo de
energia e ciclagem de materiais entre partes vivas e não-vivas.”
(Chapman & Reiss, 1997, p.185)
Ciclagem de materiais(C, N, etc.)
Energialuminosa
Energiaquímica
Calor
Materiais brutosOrganismos
Materiais processados Organismos
Ambiente de entrada Ambiente de saídaSistema+ +
ECOSSISTEMA
REPRESENTAÇÃO DO ECOSSISTEMA
2 Ecossistemas com maior taxa ou intensidade metabólica
dependem mais dos ambientes de entrada e saída
1 Ecossistemas maiores dependem em menor grau do ambiente
exterior
3 Ecossistemas com desequilíbrio autotrófico-heterofrófico são
mais dependentes dos elementos externos para se reequilibrar
4 Ecosssistemas em estágios mais avançados de desenvolvimento
tendem a ser menos dependentes do exterior
AMBIENTES DE ENTRADA E SAÍDA
1 Ponto de vista trófico
estrato autotrófico
estrato heterotrófico
2 Ponto de vista biológico
substâncias inorgânicas (C, N, CO2, H2O ,entre outras)
compostos orgânicos
ambientes atmosférico/hidrológico/substrato
produtores
macroconsumidores ou fagótrofos
microconsumidores ou decompositores
COMPONENTES DOS ECOSSISTEMAS
Componentes Estruturais
COMPONENTES DOS ECOSSISTEMAS
Componentes Funcionais
fluxo de energia
cadeias e teias alimentares
diversidade (tempo e espaço)
ciclos de nutrientes
sucessão e evolução
controle (estabilidade)
“Os organismos não somente se adaptam ao ambiente físico,
mas, através de sua ação conjunta nos ecossistemas, também
adaptam o ambiente geoquímico segundo as suas
necessidades biológicas.” (ODUM, 1983, p.15)
Marte Vênus Terra sem vida Terra real
Gás carbônico 95% 98% 98% 0,03%
Nitrogênio 2,7% 1,9% 1,9% 79%
Oxigênio 0,13% Traços Traços 21%
Tsuperficial -53o C 477o C 290±50o C 13o C
Comparação de Condições Atmosféricas e de Temperatura de Marte, Vênus, Terra e
uma Terra hipotética sem vida. (Lovelock, 1979)
Lovelock, J.E. & Margulis, L. (1973). Atmospheric homeostasis by and
for the biosphere: The Gaia hypothesis. Tellus, v.26, p.1-10.
James E. Lovelock
Lynn Margulis
HIPÓTESE DE GAIA
o Um conjunto de partes inter-relacionadas que
trabalham na direção de um objetivo.
o Todo sistema é um sub-sistema de um sistema
maior.
o Os sistemas podem ser classificados quanto à
sua: natureza (natural/artificial) , origem
(concreto/abstrato) e tipo (aberto/fechado).
o Os sistemas têm propósito, são afetados pela
globalidade e sofrem os efeitos tanto da entropia
como da homeostase.
Organização & Informação
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Bertalanffy, L. von (1950). An Outline of General Systems Theory."
British Journal for the Philosophy of Science, v. 1, n. 2, p.139-164.
Ludwig von Bertalanffy
Eugene P. Odum
“Além dos fluxos de energia e ciclos de materiais, os
ecossistemas são ricos em redes de informação que
compreendem fluxos de comunicação físicos e químicos que
interligam todas as partes e governam ou regulam o sistema
como um todo.” (Odum, 1983, p.29)
Natureza Cibernética dos Ecossistemas
Retroalimentação
Howard T. Odum
A B
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Biodiversidade
Estabilidade Produtividade
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Tempo
perturbação
elasticidade
Faixa de operação
normal
A estabilidade nos ecossistemas
2 Os organismos devem incorporar a energia através de compostos orgânicos
1 Deve existir um suprimento constante de energia.
3 Deve existir uma ciclagem de materiais entre os organismos e o ambiente
4 A biodiversidade deve estar presente.
A estabilidade nos ecossistemas
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Hipótese nula
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Vitousek, P.M. & Hooper, D.U. 1993 Biological diversity and terrestrial
ecosystem biogeochemistry. In E.-D. Schulze and H. A. Mooney (eds),
Biodiversity and ecosystem function, 3–14. Berlin. Springer- Verlag
Peter M. Vitousek
David U Hooper
Fu
nci
on
am
en
to
Riqueza de Espécies
Ehrlich, P.R. & Ehrlich, A.H. (1981) Extinction. The causes and
consequences of the disappearance of species. New York. Random
House.
Paul R. Ehrlich
Anne H. Erhlich
Hipótese Rivet
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Fu
nci
on
am
en
to
Riqueza de Espécies
Ehrlich, P.R. & Ehrlich, A.H. (1981) Extinction. The causes and
consequences of the disappearance of species. New York. Random
House.
Paul R. Ehrlich
Anne H. Erhlich
Fu
nci
on
amen
to
Riqueza de Espécies
Hipótese de Redundância
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Hipótese Idiossincrática
Fu
nci
on
amen
to
Riqueza de Espécies
Lawton, J.H. 1994 What do species do in ecosystems? Oikos 71, 367–
374.
John H. Lawton
FUNCIONAMENTO DOS ECOSSISTEMAS
Ecossistema global
A biosfera é “ auto-contida” (self-contained)
Fatores abióticos mais importantes para
estrutura e dinâmica da biosfera são:
energia solar
água
temperatura
“ A biosfera é a tênue camada superficial da
terra na qual a vida pode desabrochar (...)”
(Hutchinson,1970)
BIOSFERA E BIOMAS
SOLSTÍCIODE
INVERNO(Hemisfério Sul)
EQUINÓCIODE
PRIMAVERA(Hemisfério Sul)
SOLSTÍCIODE
VERÃO(Hemisfério Sul)
EQUINÓCIODE
OUTONO(Hemisfério Sul)
BIOSFERA E BIOMAS
Baixo ângulo de incidênciada luz solar
Atmosfera
PóloNorte
60º N
30º N
Trópico deCancer)
0º (Equador)
30º S
60º S
Pólo Sul
Trópico deCapricórnio)
Baixo ângulo de incidênciada luz solar
Incidência diretada luz solar
BIOSFERA E BIOMAS
Ar úmido
ascendente
TRÓPICO
Ar seco
descendente
ZONA
TEMPERADA
ZONA
TEMPERADA
Ar seco
descendente
Biosfera
Onde quer que haja condições similares, desenvolvem-se
ecossistemas similares
Uma floresta tropical no Brasil (Mata Atlântica) é semelhante a
uma na África (Congo)
Em regiões de mesma zona climática pode-se encontrar os
mesmos tipos de plantas e animais ainda que não exatamente as
mesmas espécies.
“Grande biossistema regional ou subcontinental caracterizado por um
tipo principal de vegetação ou outro identificador da paisagem.”
(Odum, 1983, p.3)
Biomas Terrestres e Biomas Aquáticos
BIOSFERA E BIOMAS
BIOSFERA E BIOMAS
30oN
30oS
Tundra
Localizada na faixa circumpolar ártica (60o – 75o latitude norte)
Baixa temperatura (-28 a -34ºC)
Invernos longos e verões curtos
Solo raso e esponjoso
Solo tipo PERMAFROST
Baixa diversidade biológica
Curto período de crescimento e de reprodução
BIOMAS TERRESTRES
Tundra ártica Tundra alpina
Tundra
BIOMAS TERRESTRES
Tundra
musgos e líquens
arbustos de pequeno porte
BIOMAS TERRESTRES
Tundra
Bubo scandiacus Ursus maritimus
Ovibos moschatus Lepus articus
BIOMAS TERRESTRES
Floresta Boreal, Floresta de Conífereas ou Taiga
Localizada 45o – 60o latitude norte
Invernos longos e verões mais longos
e chuvosos
Temperatura oscila entre -54oC e 21o C
Pouca precipitação anual: 40-100 mm
Solo ácido e pobre
Solo tipo PERMAFROST
BIOMAS TERRESTRES
Floresta Boreal, Floresta de Conífereas ou Taiga
Pitilium crista castrensis
Grandes Ecossistemas Terrestres
Floresta Boreal, Floresta de Conífereas ou Taiga
Ptilium crista castrensis Alces alces
Lutra canadensis Lynx rufus
Grandes Ecossistemas Terrestres
Floresta Temperada Decídua
Estações climáticas bem definidas
Precipitação média entre 750 mm e 1500 mm
Solo relativamente rico
Vegetação perde as folhas durante o outono
BIOMAS TERRESTRES
Campos temperados
Maior bioma terrestres
Precipitação anual – 300 a 500 mm
Sazonalidade marcante
Período longo de crescimento
Solos ricos em M.O. e nutrientes
Gramínea associada a Cyperaceaeformam a vegetação dominante
Alta biodiversidade
Bioma sujeito freqüentemente a ação do fogo
BIOMAS TERRESTRES
Desertos
Baixa precipitação anual
1. áreas áridas (<250 mm)
2. semi-áridas (250-500 mm)
Principais desertos situam-se entre as latitudes 15o - 40o nos hemisfério sul e norte (regiões de ar descendente)
BIOMAS TERRESTRES
Desertos
Deserto de Thar, Índia/Paquistão
Deserto de Atacama, Chile Deserto de Gobi, China /Mongólia
Deserto de Mojave, E.U.A
BIOMAS TERRESTRES
Desertos
Yucca brevifolia
Carnegiea gigantea
Dipodomys sp
BIOMAS TERRESTRES
Savana ou Campos tropicais
Altas temperaturas
Estações seca e chuvosa definidas
Precipitação media anual entre 500mm e 1300mm
Ocorrência de muitas espécies de herbívoros
BIOMAS TERRESTRES
Florestas tropicais
Desenvolve-se a baixas altitude
Apresenta nessas áreas estrutura e
ecologia semelhantes, embora com espécies
diferentes.
Sua temperatura mantém praticamente
invariável ao longo do ano e não há distinção
entre verão e inverno.
Precipitação elevada e distribuída ao longo
de todo o ano
Umidade relativa do ar elevada.
Alta diversidade vegetal e animal
Vegetação apresenta estratificação vertical.
Baixa luminosidade atinge o solo (pequena
quantidade de espécies arbustivas e
herbáceas)
BIOMAS TERRESTRES
Relação com a temperatura e precipitação anual média
BIOMAS TERRESTRES
Características fundamentais dos principais biomas
Bioma Precip. e Umidade Temperatura Vegetação Solo Diversidade
Tundra umidade e chuva moderadas
frio perpétuo verão muito curto
herbéceas líquens musgos
solo congelado na maior parte do ano
baixíssima
Taiga(Florestas Boreais)
umidade e chuva moderadas
inverno muito frio e verão frio
árvores perenifólias,
arbustos
solo raso, pedregoso muito baixa
Florestas Temperadas chuva homogênea e moderada
estações quente e fria
árvores caducifólias
fértil moderada
Campos estação seca longa inverno frio e verão moderado
principalmente gramíneas
moderado a fértil baixa
Florestas Tropicais muita chuva, umidade alta,
pouca sazonalidade
quente o ano todo
árvores perenes,
arbustos, cipós, epífitas
pobre a moderadamente fértil
altíssima
Savanas Tropicais estações seca e úmida bem marcadas
alta a moderada gramíneas, árvores baixas e
arbustos
pobre a moderadamente fértil
alta
Desertos pouca umidade e chuva
grande variação diária
arbustos, cactos
pobre a fértil baixa a moderada
BIOMAS TERRESTRES
BIOMAS AQUÁTICOS
Ecossistemas Aquáticos Marinhos
BIOMAS AQUÁTICOS
Ecossistemas Aquáticos Marinhos
Estuário
Coral de Recife Zona intertidal
BIOMAS AQUÁTICOS
Ecossistemas Aquáticos Continentais
ambientes lóticos
represas
ambientes lênticos
áreas alagadas ou pântanos
BIOMAS AQUÁTICOS
BIOMAS BRASILEIROS