Ecologia e sustentabilidade

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Para suas soluções de curso e aprendizado,visite www.cengage.com.br

cologia e sustentabilidade, aborda princípios e conceitos da evolução biológica e da ecologia em suas diferentes escalas: populações, comunidades e ecossistemas. O diferencial desta obra é abordar as temáticas do campo da ecologia com o enfoque da sustentabilidade. Tema principal do século

XXI e desta obra, a sustentabilidade propõe a integração dos interesses econômicos, sociais e culturais da sociedade à preservação da biodiversidade e dos ecossistemas.

E para o leitor ter profundo conhecimento da temática, este livro oferece diversos estudos de caso que expõem uma visão detalhada dos problemas ambientais e sociais acompanhadosde suas possíveis soluções. Oferece também exercíciosinterativos em todos os capítulos reforçando os conceitos científicos abordados.

Trata-se de uma obra fundamental para o conhecimentoda biodiversidade e dos ecossistemas e para se ampliaras discussões relacionadas à existência de um planetasocialmente justo e sustentável.

Aplicações: Livro-texto destinado aos cursos de Ecologia, Biologia e Engenharia Ambiental. Livro complementar para as disciplinas ecologia de populações, ecologia de comunidades e ecologia de ecossistemas.

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ISBN-13: 978-85-221-1152-7ISBN-10: 85-221-1152-9

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G. TYLER MILLER ESCOTT E. SPOOLMAN

SUSTENTABILIDADEG. G. TTYLYLEER MILLER ER MILLER E

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NNNNTTTTAATATTAT BBIILLIIDDAADADDAD DDEEAANNNNEENNNNTTTTAATATTATTradução da 6ª edição

norte-americanaMATERIAL DE APOIOPowerpoints® para professores que comprovadamente adotam a obra

Outras obras

Fundamentos de ecologiaTradução da 5ª edição norte-americanaEugene P. Odum e Gary W. Barrett

Energia e meio ambienteTradução da 4ª edição norte-americanaRoger A. Hinrichs, Merlin Kleinbach e Lineu Belico dos Reis

Biologia: unidadee diversidade da vida vol.1Tradução da 12ª edição norte-americanaCecie Starr, Ralph Taggart,Christine Evers e Lisa Starr

Biologia: unidadee diversidade da vida vol. 2Tradução da 12ª edição norte-americanaCecie Starr, Ralph Taggart,Christine Evers e Lisa Starr

Fundamentos de oceanografiaTradução da 4ª edição norte-americanaTom Garrison

Introduçãoà engenharia ambientalTradução da 2ª edição norte-americanaP. Aarne Vesilind e Susan M. Morgan

Ciência ambientalTradução da 11ª edição norte-americanaG. Tyler Miller Jr.

Introdução à climatologiaFillipe Tamiozzo Pereira Torrese Pedro José de Oliveira Machado

Economia ambientalJanet M. Thomas e Scott J. Callan

G. Tyler Miller, Jr. e ScoTT e. SpoolMan

Tradução Ez2Translate

reviSão Técnica

Marcio Silva araújo

Formado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Campinas em 1997, Mestre em Ecologia pela mesma instituição em 1999 e Doutor em Ecologia pela mesma

instituição em 2007. Atua na área de Ecologia Evolutiva e Ecologia Teórica.

DaviD lapola

Professor da Universidade Estadual Paulista de Rio Claro (Unesp), graduado em Ecologia pela Unesp em 2005, Mestre em Meteorologia pelo INPE em 2007 e Doutor em

modelagem do sistema terrestre em 2010. Atua na área de mudanças ambientais globais.

EDuinEtty cEci p. M. DE SouSa

Formada em Biologia pela Universidade de São Paulo, pós-graduada em Oceanografia pelo Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo. Professora doutora do

Departamento de Oceanografia Biológica do Instituto Oceanográfico da USP.

Ecologia e sustentabilidade

Austrália • Brasil • Japão • Coreia • México • Cingapura • Espanha • Reino Unido • Estados Unidos

Tradução da 6ª edição norTe-aMericana

ecologia_iniciais.indd 3 15/3/2012 14:55:54

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Conteúdo detalhado

Foto 1 Floresta temperada decídua, inverno, Rhode Island (EUA). Veja a mesma área durante o outono na Figura 7-13, foto do meio.

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Habilidades de aprendizagem 1

Humanos E sustEntabilidadE: uma Visão GEral

1 os problemas ambientais, suas causas e sustentabilidade 5ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Uma visão de um mundo mais sustentável em 2060 5

QUESTÕES E CONCEITOS PRINCIPAIS 6

1-1 Quais são os três princípios da sustentabilidade? 6

1-2 Como nossas pegadas ecológicas estão influenciando a Terra? 13ESTUDO DE CASO Os novos consumidores afluentes da China 18

1-3 Por que temos problemas ambientais? 20

1-4 O que é uma sociedade ambientalmente sustentável? 25ESTUDO DE CASO A transformação ambiental de Chattanooga, Tennessee 26REVISITANDO A visão de uma terra mais sustentável 28

CiênCia, PrinCíPios EColóGiCos E sustEntabilidadE

2 Ciência, matéria, energia e sistemas 31ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Como cientistas aprendem sobre a natureza? A história de uma floresta 31


2-1 O que os cientistas fazem? 32CIêNCIA Em FOCO Ilha de Páscoa: algumas revisões em uma história ambiental popular 35CIêNCIA Em FOCO Estatísticas e probabilidade 38

2-2 O que é matéria? 39

2-3 O que acontece quando a matéria sofre alterações? 44

2-4 O que é energia e o que acontece quando ela sofre mudanças? 45

2-5 O que são sistemas e como eles respondem a alterações? 49CIêNCIA Em FOCO A utilidade dos modelos 50REVISITANDO Floresta experimental Hubbard Brook e a sustentabilidade 52

3 Ecossistemas: o que são e como funcionam? 55ESTUDO DE CASO PRINCIPAL As florestas tropicais estão desaparecendo 55


3-1 O que nos mantém e a outros organismos vivos? 56

3-2 Quais são os principais componentes de um ecossistema? 59CIêNCIA Em FOCO Muitos dos organismos mais importantes do mundo são invisíveis para nós 63


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3-3 O que acontece com a energia em um ecossistema? 64

3-4 O que acontece com a matéria em um ecossistema? 67CIêNCIA Em FOCO As propriedades únicas da água 69

3-5 Como os cientistas estudam os ecossistemas? 76CIêNCIA Em FOCO Satélites, Google Earth e o meio ambiente 77REVISITANDO Florestas tropicais e sustentabilidade 79

4 biodiversidade e evolução 81ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Por que devemos proteger os tubarões? 81


4-1 O que é a biodiversidade e por que é importante? 82CIêNCIA Em FOCO Você já agradeceu aos insetos hoje? 84PESSOAS FAzEm A DIFERENçA Edward O. Wilson: um defensor da biodiversidade 86

4-2 Como a vida na Terra muda ao longo do tempo? 86ESTUDO DE CASO Como os humanos se tornaram uma espécie tão poderosa? 88

4-3 Como processos geológicos e mudanças climáticas afetam a evolução? 90CIêNCIA Em FOCO A Terra é adequada para a vida prosperar 91

4-4 Como a especiação, a extinção e as atividades humanas afetam a biodiversidade? 92CIêNCIA Em FOCO Mudando as características genéticas das populações 94

4-5 O que é a diversidade de espécies e por que é importante? 95CIêNCIA Em FOCO A riqueza de espécies em ilhas 96

4-6 Que papel desempenham as espécies em um ecossistema? 97ESTUDO DE CASO Baratas: as últimas sobreviventes da natureza 98ESTUDO DE CASO Por que os anfíbios estão desaparecendo? 100

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Foto 3 Árvore saudável (à esquerda) e árvore infestada com visco parasitário (à direita).

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Foto 2 População (cardume) de peixe-vidro no Mar Vermelho.

ESTUDO DE CASO O jacaré norte-americano – uma espécie-chave que quase foi extinta 102REVISITANDO Tubarões e sustentabilidade 104

5 biodiversidade, interações entre espécies e controle da população 107ESTUDO DE CASO PRINCIPAL A lontra marinha do sul: uma espécie em recuperação 107


5-1 Como as espécies interagem? 108CIêNCIA Em FOCO Ameaças às florestas de kelp 111

5-2 O que limita o crescimento das populações? 115CIêNCIA Em FOCO Por que as lontras marinhas da Califórnia enfrentam um futuro incerto? 118ESTUDO DE CASO A explosão das populações de veados-de-cauda-branca selvagens nos Estados Unidos 119

5-3 Como as comunidades e ecossistemas respondem às mudanças das condições ambientais? 123CIêNCIA Em FOCO Como as espécies substituem umas às outras na sucessão ecológica? 125REVISITANDO As lontras marinhas do sul e a sustentabilidade 126

6 a população humana e seu impacto 129ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Desacelerando o crescimento populacional na China: uma história de sucesso 129



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Foto 4 A ameaçada flor cadáver de Sumatra.

Foto 5 Reserva natural na Costa Rica.

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6-1 Quantas pessoas mais a Terra pode suportar? 130CIêNCIA Em FOCO Projetando a mudança na população 132CIêNCIA Em FOCO Quanto tempo a população humana pode continuar crescendo? 133

6-2 Quais fatores influenciam o tamanho da população humana? 134ESTUDO DE CASO A população norte-americana está crescendo rapidamente 135ESTUDO DE CASO Os Estados Unidos da América: uma nação de imigrantes 139

6-3 Como a estrutura etária de uma população afeta seu crescimento ou declínio? 140ESTUDO DE CASO O baby boom norte-americano 141

6-4 Como podemos desacelerar o crescimento da população humana? 144ESTUDO DE CASO Diminuindo o crescimento populacional na Índia 148REVISITANDO Crescimento populacional e sustentabilidade na China 149

7 Clima e biodiversidade 153ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Climas diferentes suportam diferentes formas de vida 153


7-1 Que fatores influenciam o clima? 154

7-2 Como o clima afeta a natureza e a localização dos biomas? 158CIêNCIA Em FOCO Sobrevivendo no deserto 162

7-3 Como temos afetado os ecossistemas terrestres do mundo? 170REVISITANDO Clima, biodiversidade e sustentabilidade 172

8 biodiversidade aquática 175ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Por que devemos nos preocupar com os recifes de coral? 175


8-1 Qual é a natureza geral dos sistemas aquáticos? 176

8-2 Por que os sistemas aquáticos marinhos são importantes? 179

8-3 Como as atividades humanas têm afetado os ecossistemas marinhos? 185ESTUDO DE CASO A Baía de Chesapeake – um estuário em apuros 187

8-4 Por que os ecossistemas de água doce são importantes? 188ESTUDO DE CASO Barragens, deltas, zonas úmidas, furacões e Nova Orleans 191

8-5 Como as atividades humanas têm afetado os ecossistemas de água doce? 194REVISITANDO Os recifes de coral e sustentabilidade 195

sustEntando a biodiVErsidadE

9 biodiversidade sustentável: a abordagem das espécies 199ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Ursos-polares e as alterações climáticas 199


9-1 Qual é o papel dos humanos na extinção das espécies? 200CIêNCIA Em FOCO Estimando as taxas de extinção 201ESTUDO DE CASO Pombo-passageiro: extinto para sempre 204


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9-2 Por que devemos nos preocupar com o aumento da taxa de extinção de espécies? 204

9-3 Como os humanos aceleram a extinção das espécies? 207ESTUDO DE CASO A videira kudzu 209ESTUDO DE CASO Onde foram parar todas as abelhas? 214PESSOAS FAzEm A DIFERENçA O cientista que enfrentou os caçadores 216ESTUDO DE CASO Uma mensagem preocupante das aves 218CIêNCIA Em FOCO Urubus, cães selvagens e raiva: algumas conexões científicas inesperadas 219

9-4 Como podemos proteger as espécies silvestres da extinção? 220CIêNCIA Em FOCO As realizações da Lei de Espécies Ameaçadas 221ESTUDO DE CASO Tentando salvar o condor da Califórnia 224REVISITANDO Ursos-polares e sustentabilidade 225

10 sustentando a biodiversidade terrestre: a abordagem ecossistêmica 229ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Wangari Maathai e o Movimento Cinturão Verde 229


10-1 Quais são as principais ameaças aos ecossistemas da floresta? 230CIêNCIA Em FOCO Colocando preço nos serviços ecológicos da natureza 233ESTUDO DE CASO Muitas florestas desmatadas nos Estados Unidos têm crescido novamente 237

10-2 Como devemos gerir e manter as florestas? 242CIêNCIA Em FOCO Certificação da madeira de crescimento sustentável 243

Foto 6 Navio encalhado no deserto formado pelo encolhimento do Mar de Aral.

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ESTUDO DE CASO O desmatamento e a crise da lenha 244

10-3 Como devemos gerir e manter as savanas? 246ESTUDO DE CASO A região fronteiriça de Malpai 247ESTUDO DE CASO Pastoreio e desenvolvimento urbano no oeste norte-americano – vacas ou condomínios? 248

10-4 Como devemos gerenciar e manter parques e reservas naturais? 249ESTUDO DE CASO Estresses nos parques públicos dos Estados Unidos 249CIêNCIA Em FOCO Reintrodução do lobo cinzento no Parque Nacional de Yellowstone 251ESTUDO DE CASO Costa Rica – o líder global da conservação 254ESTUDO DE CASO Controvérsia sobre a proteção de áreas selvagens nos Estados Unidos 255

10-5 Qual é a abordagem ecossistêmica para sustentar a biodiversidade? 256CIêNCIA Em FOCO Restauração ecológica de uma floresta tropical seca na Costa Rica 259ESTUDO DE CASO O desafio blackfoot – ecologia de reconciliação em ação 260REVISITANDO Movimento Cinturão Verde e a sustentabilidade 261

Foto 7 Mina de ouro ilegal na Bacia Amazônia brasileira.

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11 sustentando a biodiversidade aquática 265ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Protegendo as baleias: uma história de sucesso... até agora 265


11-1 Quais são as principais ameaças à biodiversidade aquática? 266CIêNCIA Em FOCO Submarino robô ao resgate 268ESTUDO DE CASO Os invasores devastaram o Lago Victoria 269CIêNCIA Em FOCO Como as carpas turvaram algumas águas 271ESTUDO DE CASO Métodos de pesca industrial 274CIêNCIA Em FOCO Visões científicas divergentes podem levar à cooperação e progresso 274

11-2 Como podemos proteger e sustentar a biodiversidade marinha? 277ESTUDO DE CASO A moratória comercial sobre a caça das baleias 277ESTUDO DE CASO Buscando esperanças para as tartarugas marinhas 278PESSOAS FAzEm A DIFERENçA Criando um recife artificial de coral em Israel 281

11-3 Como devemos realizar o manejo e sustentar a pesca marinha? 282

11-4 Como devemos proteger e sustentar zonas úmidas? 285ESTUDO DE CASO Podemos recuperar o Everglades na Flórida? 286

11-5 Como devemos proteger e gerenciar os lagos, rios e pesqueiros de água doce? 288ESTUDO DE CASO A região dos Grandes Lagos pode sobreviver a repetidas invasões por espécies exóticas? 288

11-6 Quais devem ser nossas prioridades para a manutenção da biodiversidade aquática? 291REVISITANDO Baleias e sustentabilidade 292

suPlEmEntos1 Unidades de medida S3 Capítulos 2, 32 Leitura de gráficos e mapas S4 Capítulos 1-113 História ambiental dos Estados Unidos S7 Capítulos 3, 9, 104 Um pouco de química básica S13 Capítulos 1-45 Classificação e nomenclatura das espécies S21 Capítulos 1, 3-5, 96 Componentes e interações nos principais

biomas S23 Capítulos 3, 7, 107 Princípios do tempo: El Niño, furacões e

ciclones tropicais S29 Capítulo 78 Mapas S34 Capítulos 1, 3, 5-11

Glossário G1

índice remissivo i1

Foto 9 Casa de palha eficiente em energia em Crested Butte, Colorado (EUA) durante a construção.

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Foto 10 Término da casa de palha eficiente em energia em Crested Butte, Colorado (EUA).

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Foto 8 Jardim de telhado e células solares em uma casa abrigada pela terra no País de Gales, Machynlleth (Reino Unido).

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o que há de novo

Nesta edição, reforçaremos os pontos fortes das edi-ções anteriores com as seguintes grandes novidades:

■ Cada capítulo contém novas caixas de Conexões, descrevendo de maneira breve as ligações entre as atividades humanas e as consequências ecoló-gicas e ambientais.

■ Sete dos 11 capítulos do livro têm um novo Estudo de caso principal a ser desenvolvido ao longo de cada capítulo.

■ Estamos melhorando o já forte impacto visual deste livro adicionando 100 fotos e 35 novas fi -guras, desenvolvendo ou atualizando 60 fi guras e utilizando um design inovador, a fi m de reforçar e melhorar sua aprendizagem.

abordagem centralizada em conceitos

Para ajudar os alunos a se concentrar nas princi-pais ideias, construímos as seções em torno de um ou dois conceitos-chave, que descrevem as mensagens mais importantes. Cada capítulo começa com uma lista de questões e conceitos-chave destacados e refe-renciados ao longo deles. Também resumimos e refor-çamos o aprendizado listando três grandes ideias no fi nal dos capítulo, outro novo recurso de aprendiza-do desta edição.

sustentabilidade é o tema de integração deste livro

Sustentabilidade, a palavra de ordem do século XXI para aqueles preocupados com o meio ambiente, é o tema principal deste livro.

Do ponto de vista ambiental, sustentabilidade é a capacidade dos sistemas naturais da Terra e dos sis-temas culturais humanos de sobreviver, prosperar e se adaptar às mudanças em um futuro muito distan-te. Do ponto de vista humano, trata-se de pessoas que se importam o sufi ciente para melhorar a vida de hoje e transmitir uma cultura humana próspera,

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Para os professores

adaptável e socialmente justa para todas as gerações vindouras. Três princípios de sustentabilidade desempenham um papel importante na condução do tema sustentabilidade deste livro. Eles são apre-sentados no Capítulo 1, mostrados na Figura 1-3 e utilizados por todo o livro, cada referência marcada na margem por .

Estudos de caso principais e o tema sustentabilidade

Os capítulos começam com um Estudo de caso princi-pal, que será aplicado no seu desenvolvimento. As conexões com o Estudo de caso principal estão indica-das na margem da página pelo símbolo .

Os exercícios Pensando sobre estão estrategicamen-te localizados ao longo dos capítulos, desafi ando os alunos a fazer conexões. Ao fi nal de cada capítulo há um boxe Revisitando, que conecta o Estudo de caso principal e outros assuntos discutidos aos três princí-pios de sustentabilidade.

Cinco subtemas mostram o caminho para a sustentabilidade

Usamos os cinco principais subtemas para integrar o material ao longo deste livro.■ Capital natural: a sustentabilidade incide sobre

os recursos e serviços naturais que sustentam to-das as vidas e economias. Exemplos de diagramas que ilustram este subtema são as Figuras 1-4, 8-5 e 10-4.

■ Degradação do capital natural: descrevemos como as atividades humanas podem degradar o ca-pital natural. Exemplos de diagramas que ilustram este subtema são as Figuras 1-9, 7-18 e 10-14.

■ Soluções: damos muita atenção à busca de so-luções para a degradação do capital natural e outros problemas ambientais. São apresentadas propostas de maneira equilibrada e desafi amos os alunos a usar o pensamento crítico para avaliá--las. Algumas fi guras e muitas seções e subseções apresentam soluções comprovadas e possíveis para diversos problemas ambientais. Exemplos são as Figuras 10-16, 10-19 e 10-26.

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■ Compromissos: a busca de soluções requer com-promissos, pois há a necessidade de balancear as van-tagens e as desvantagens (observe a Figura 10-8).

■ Pessoas fazem a diferença: ao longo do livro, os boxes Pessoas fazem a diferença e alguns dos Estu dos de caso principais descrevem o que vários cientistas e cidadãos preocupados fizeram para nos ajudar a alcançar a sustentabilidade. Além disso, os dia-gramas O que você pode fazer? descrevem como os leitores podem lidar com os problemas que en-frentamos. Exemplos são as Figuras 9-14, 9-22 e 10-28.

Cobertura global com base na ciência

Os Capítulos 2 a 8 discutem como os cientistas traba-lham e introduzem princípios científicos necessários para um entendimento básico de como a Terra funcio-na e para avaliar propostas de soluções dos problemas ambientais. Temas científicos ambientais importantes são explorados em profundidade nos boxes Ciência em Foco. A ciência também está integrada ao longo do livro em vários Estudos de Caso e em diversas figuras.

Este livro também oferece uma perspectiva glo-bal em dois níveis. Primeiro, os princípios ecológicos revelam como toda a vida está conectada e sustenta-da dentro da biosfera (Capítulo 3). Segundo, o texto integra informações e imagens de todo o mundo na apresentação de problemas ambientais e suas possí-veis soluções, incluindo 17 mapas globais e 18 ma-pas dos Estados Unidos no livro e no Suplemento 8.

Estudos de caso

Além dos 11 Estudos de casos principais integrados em cada capítulo, 34 Estudos de Caso adicionais aparecem ao longo do livro. Oferecem uma visão detalhada sobre problemas ecológicos e ambientais específicos, acompanhados de suas possíveis soluções.

Pensamento crítico

A introdução sobre Habilidades de Aprendizagem des-creve as habilidades relacionadas ao pensamento crí-tico para os estudantes. Exercícios específicos são utilizados em todo o livro de várias maneiras:■ Nos 47 exercícios Pensando sobre. Esta abordagem

interativa de aprendizagem reforça as informações e conceitos textuais e gráficos, solicitando aos alu-nos que analisem o material logo após ter sido apre-sentado, em vez de esperar até o final do capítulo.

■ Em todos os boxes Ciência em Foco.■ Nos boxes Conexões que estimulam o pensamento

crítico ao explorar ligações muitas vezes surpreen-dentes relacionadas aos problemas ambientais.

■ Nas legendas da maioria das figuras.■ Nas questões ao final de cada capítulo.

os grandes desafios desta edição: um olhar mais detalhado

■ O uso de itens Boas Notícias, identificados por , para destacar as muitas realizações positivas ao lidar com os problemas ambientais.

■ Os boxes Conexões, que descrevem de forma breve as ligações entre as atividades humanas e as con-sequências ambientais, as questões ambientais e sociais e os problemas e soluções.

■ Sete novos Estudos de caso principal na abertura dos capítulos e 12 Estudos de Caso novos dentro dos capítulos.

■ Novas fotografias cuidadosamente selecionadas.■ Dezessete novas figuras e 12 atualizadas.■ Três grandes ideias para cada capítulo. Estão lista-

das antes das questões de revisão no final de cada capítulo e reforçam as três principais mensagens da seção.

■ Quatro novos boxes Ciência em Foco, que propor-cionam um maior conhecimento sobre os conceitos científicos e o trabalho dos cientistas ambientais.

■ Mais de 1.200 atualizações com base em infor-mações e dados publicados em 2007, 2008, 2009 e 2010, com muitas destas fontes citadas, desta-cando o ano, no livro.

■ Links para The Habitable Planet, um conjunto de 13 vídeos produzidos pela Annenberg Media. Cada vídeo de meia hora descreve a pesquisa que dois cientistas diferentes estão fazendo sobre um problema ambiental específico.

■ Integração de material em grande parte do livro sobre os crescentes impactos ecológicos e econô-micos da China.

■ Mais de 40 tópicos novos ou atualizados, incluin do Uma visão de um mundo mais sustentável em 2060; equações IPAT de impactos ambientais; pon-tos decisivos; a utilidade dos modelos; satélites, Google Earth e meio ambiente; diminuição das espécies de tubarão; (Pessoas fazem a diferença: Edward O. Wilson); coloração e espécies perigo-sas; projetando a mudança na população; China, meninos e a falta de noivas; alterações climáti-cas e refugiados ambientais; canteiros de algas marinhas; pítons e jiboias na Flórida; salvando as águias, sobrepesca e a perda dos raros corvos- -marinhos; pesticidas, abelhas e o preço dos ali-mentos; o comércio de animais de estimação e doenças infecciosas; o cientista que enfrentou os caçadores; alterações climáticas e queimadas nas florestas; regeneração das florestas tropicais desma-tadas; bambu bom e ruim; as áreas fronteiriças de Malpai; parques nacionais e alterações climáticas;

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a perda dos canteiros de algas marinhas; robôs para pesquisa oceânica; o peixe-leão como uma espécie invasora; a proteção dos manguezais e as alterações climáticas; efeitos prejudiciais do au-mento da acidez dos oceanos; visões científicas divergentes sobre as estimativas de população de peixes; subsídios e a caça às baleias; e a ameaça aos Grandes Lagos pela invasão da carpa asiática.

■ Suplementos.

apoios para o estudo contidos no livro

Os capítulos começam com uma lista de Perguntas e Conceitos Principais mostrando como o capítulo está organizado e o que os alunos irão aprender. Quan-do um termo novo é introduzido e definido, aparece em negrito, e todos esses termos estão resumidos no glossário, no final do livro, e destacados nas questões de revisão no final do capítulo.

Exercícios Pensando sobre (47 ao todo) reforçam o aprendizado, pedindo aos alunos que pensem cri-ticamente sobre as implicações das várias questões e soluções ambientais imediatamente após serem dis-cutidas no livro. As legendas de muitas das figuras contêm perguntas que envolvem os alunos, fazendo que pensem e avaliem seu conteúdo.

Cada capítulo termina com uma seção de Revisão, contendo um conjunto detalhado de perguntas que abrangem todos os termos-chave do capítulo em ne-grito, seguida por um conjunto de questões de Pen-samento Crítico para incentivar os alunos a pensar cri-ticamente e aplicar o que aprenderam em suas vidas. Após essas questões, há um problema de Análise dos Dados ou Análise da Pegada Ecológica construído em torno de dados sobre “pegada ecológica” ou outros conjuntos de dados ambientais.

suplementos para professores

Estão disponíveis PowerPoints® na página do livro em www.cengage.com.br, para professores que com-provadamente adotam a obra.

ajude-nos a melhorar este livro e/ou seus suplementos

Envie suas sugestões de como melhorar este livro. Se você encontrar qualquer erro, parcialidade ou expli-cações confusas, por favor, mande um e-mail com suas dúvidas para: [email protected] e [email protected].

Podemos corrigir a maioria dos erros nas próxi-mas impressões desta edição, além de observá-los para as edições futuras.

agradecimentos

Gostaríamos de agradecer a muitos alunos e profes-sores que responderam de modo favorável às cinco edições anteriores de Fundamentos da Ecologia, às 16 de Vivendo no Meio Ambiente, às 13 de Ciências Ambien-tais, às 10 de Sustentando a Terra e a todos os que cor-rigiram os erros e ofereceram muitas sugestões de melhorias. Também somos profundamente agradeci-dos aos mais de 295 revisores, que apontaram erros e sugeriram várias melhorias importantes nas várias edições desses quatro livros.

É preciso uma aldeia para produzir um livro di-dático, e os membros da talentosa equipe de produ-ção nos deram contribuições vitais. Nossos agradeci-mentos especiais para o editor de desenvolvimento Christopher Delgado, que, com paciência e perícia, nos mantém no caminho certo; aos editores de pro-dução Hal Humphrey e Nicole Barone; à revisora Deborah Thompson; à especialista em layout Judy Maenle; à pesquisadora de fotografia Abigail Reip; ao artista Patrick Lane; à editora de mídia Alexandria Brady; ao editor-assistente Alexis Glubka; aos assis-tentes editoriais Brandusa Radoias e Joshua Taylor; e à comprometida equipe de vendas da Brooks/Cole. Finalmente, estamos felizes e satisfeitos por trabalhar com Yolanda Cossio, a editora de Biologia da Brooks/Cole. Temos que lhe agradecer por sua liderança, inspiração e pelas suas várias sugestões e perguntas que nos ajudaram a melhorar este livro.

Agradecemos também a Ed Wells, à equipe que desenvolveu o Manual de Laboratório1 para acompa-nhar este livro e às pessoas que o traduziram para oito idiomas para que possa ser usado em todo o mundo.

G. Tyler Miller Jr. Scott E. Spoolman

1 O Manual de Laboratório não está disponível na edição brasileira (N.E.)



Por que é importante estudar ciência ambiental?

Bem-vindo à ciência ambiental, o estudo interdisci-plinar de como a Terra funciona, como interagimos com ela e de como podemos lidar com os problemas ambientais que enfrentamos. Como as questões am-bientais afetam todas as partes da sua vida, os con-ceitos, informações e questões discutidos neste livro e durante o curso de que está participando lhe serão úteis agora e durante toda sua vida.

Compreensivelmente, somos tendenciosos, mas acreditamos piamente que a ciência ambiental é o curso mais importante em sua educação. O que po-deria ser mais importante do que aprender como a Terra funciona, como estamos afetando seu sistema de suporte à vida e como podemos reduzir nosso im-pacto ambiental?

Vivemos em uma época incrivelmente desafiado-ra. Estamos nos tornando cada vez mais conscientes do que somos durante este século, e precisamos fa-zer uma nova transição cultural para aprendermos a viver de forma mais sustentável, reduzindo a degra-dação do nosso sistema de suporte à vida. Esperamos que este livro o inspire a se envolver nessa mudança da maneira de ver e tratar a Terra, que nos sustenta, as nossas economias e a todos os outros seres vivos.

Você pode melhorar suas habilidades de estudo e aprendizagem

A maximização da sua capacidade de aprender deve ser uma das metas mais importantes da sua vida educacional. Ela envolve sempre tentar melhorar as habilidades de estudo e aprendizagem. Aqui estão algumas sugestões para fazer isto:Desenvolva uma paixão por aprender. Como o fa-moso físico e filósofo Albert Einstein disse, “Não te-nho nenhum talento especial. Sou apenas apaixona-damente curioso”.Organize-se. Tornar-se mais eficiente ao estudar faz que você tenha mais tempo para outros interesses.

Habilidades de aprendizagem

Alunos que podem começar, já no início de suas vidas, a pensar nas coisas como estando conectadas, mesmo que revisem seus conceitos todos os anos,

começaram a vida de aprendizagem.

Mark Van Doren

Faça listas de tarefas diárias por escrito. Coloque os itens em ordem de importância, focando nas tarefas mais importantes e atribuindo um tempo para traba-lhar com esses itens. Como a vida é cheia de incerte-zas, você pode ter a sorte de conseguir fazer a metade dos itens de sua lista diária. Mude sua agenda confor-me necessário para cumprir os mais importantes.Crie uma rotina de estudos em um ambiente livre de distrações. Desenvolva um cronograma de estu-do diário por escrito e cumpra-o. Estude em um es-paço silencioso e bem iluminado. Trabalhar sentado em uma mesa ou balcão, e não deitado no sofá ou na cama. Faça pausas a cada hora. Durante cada pau-sa, respire fundo várias vezes e movimente-se, isso o ajudará a ficar mais alerta e focado.Evite procrastinar. Evite deixar o trabalho para de-pois. Não se atrase em sua leitura e outras atribui-ções. Separe um tempo especial para estudar todo dia e torne isso parte de sua rotina diária.Não coma a sobremesa primeiro. Caso contrário, você nunca chegará à refeição principal (o estudo). Quando você tiver atingido seus objetivos de estudo, recompense a si mesmo com a sobremesa (jogo ou lazer).Faça montes de montanhas. É psicologicamente mais difícil escalar uma montanha, e assim também é quando a missão é ler um livro inteiro, um capítu-lo de um livro, escrever um trabalho, ou estudar na noite anterior para um teste. Em vez disso, quebre essas tarefas grandes (montanhas) em uma série de pequenas tarefas (montes). Diariamente, leia algu-mas páginas do livro ou do capítulo, escreva alguns parágrafos de um trabalho e revise o que você tem estudado e aprendido. Como o projetista e constru-tor de automóveis norte-americano Henry Ford disse: “Nada é particularmente difícil se você dividir em pequenas tarefas”.Olhe para a foto grande primeiro. Tenha uma visão geral a cada leitura de início de capítulo deste livro olhando para as Questões e Conceitos Principais, já no começo de cada um. Esta abertura lista as principais questões exploradas nas seções e seus conceitos-chave correspondentes, que são as lições fundamentais para aprender em cada capítulo. Use essa lista como um roteiro. Ao terminar o capítulo, você também poderá usá-la para uma revisão.


2 Ecologia e sustentabilidade Habilidades de aprendizagem 3

Faça e responda às perguntas enquanto você lê. Por exemplo: “Qual é o ponto principal desta subseção ou parágrafo?”. Relacione suas próprias perguntas às perguntas e conceitos-chave abordados em cada seção principal do capítulo. Desta forma, você pode traçar um esboço para ajudá-lo a entender o material conti-do no capítulo. Você pode até fazê-lo por escrito.Concentre-se nos termos-chave. Use o glossário do livro para pesquisar o significado de termos ou pala-vras que você não entende. Este livro mostra todos os principais termos em negrito, e termos secundá-rios, mas ainda assim importantes, em itálico. As per-guntas de revisão no final de cada capítulo também incluem seus termos-chave em negrito. Interaja com o que você lê. Sugerimos que marque frases e parágrafos importantes com um marca-texto ou caneta. Considere colocar um asterisco na mar-gem próxima ao material que você pensa ser impor-tante, e dois ao lado do que considera como sendo especialmente importante. Escreva comentários nas margens, como bonito, confuso, enganoso ou erra-do. Você pode dobrar os cantos superiores das pági-nas nas quais destacou as passagens, e os superiores e inferiores daquelas especialmente importantes. Dessa forma, você poderá folhear um capítulo ou li-vro e rever rapidamente as ideias-chave.Revise para reforçar o aprendizado. Antes de cada aula, revise o material que aprendeu na aula ante-rior e leia o material indicado.Torne-se um bom tomador de notas. Não tente ano-tar tudo o que o professor diz. Em vez disso, anote os pontos principais e fatos importantes utilizando seu próprio sistema de taquigrafia. Revise, preencha e or-ganize suas anotações assim que possível após a aula.Escreva respostas para as perguntas para se concen-trar e reforçar o aprendizado. Responda às perguntas de pensamento crítico, encontradas nos boxes Pensan-do sobre ao longo dos capítulos, em muitas das legendas das figuras e no final de cada capítulo. Essas perguntas são projetadas para inspirá-lo a pensar criticamente so-bre as ideias-chave e conectá-las a outras noções e à sua própria vida. Também responda às perguntas de revisão encontradas no final de cada capítulo.Use o sistema de pares. Estude com um amigo ou tor-ne-se membro de um grupo de estudo para comparar suas anotações, material de revisão e de preparação para testes. Explicar algo para alguém é uma ótima maneira de concentrar seus pensamentos e reforçar sua aprendi-zagem. Participe de quaisquer sessões de análise ofereci-das por professores ou assistentes de ensino.Conheça o estilo de prova do seu professor. Seu professor enfatiza perguntas de múltipla escolha, preenchimento de lacunas, verdadeiro ou falso, dis-sertativas ou redação? Quanto do teste será do li-vro e quanto do material de palestras? Adapte sua aprendizagem e métodos de estudo a este estilo. Você pode discordar dele e sentir que não reflete adequa-

damente o que sabe. No entanto, a realidade é que o professor é quem está no comando.Torne-se um bom fazedor de testes. Evite estudar de véspera. Coma e durma bem antes de um teste. Chegue na hora, ou adiantado. Acalme-se e aumente seu consumo de oxigênio respirando profundamen-te algumas vezes. (Faça isso também a cada 10-15 minutos durante o teste.) Olhe o teste e responda às perguntas que você sabe bem primeiro. Depois, tra-balhe nas que são mais difíceis. Utilize o processo de eliminação para diminuir as opções para questões de múltipla escolha. Chegar a duas opções lhe dá 50% de chance de apontar a resposta certa. Para questões dis-sertativas, organize seus pensamentos antes de come-çar a escrever. Se não faz nem ideia do que significa uma pergunta, dê um palpite. Você pode ganhar uma nota parcial e evitar um zero. Outra estratégia para obter nota é mostrar seu conhecimento e raciocínio ao escrever algo como: “Se esta questão quer dizer isso e aquilo, então minha resposta é ________”.Desenvolva uma visão otimista, mas realista. Ten-te ser uma pessoa que vê o “copo meio cheio”, em vez de o “copo meio vazio”. Pessimismo, ansiedade, medo e preocupação excessiva (especialmente sobre coisas que você não pode controlar) são destrutivos e levam à inação. Tente manter sentimentos energi-zados de otimismo realista ligeiramente à frente de qualquer sentimento de pessimismo imobilizante. Então, você sempre seguirá em frente.Tenha tempo para gozar a vida. Todos os dias, dê-se tempo para rir e desfrutar da natureza, da beleza e da amizade.

Você pode melhorar suas habilidades de pensamento crítico: torne-se bom em detectar disparates

Pensamento crítico envolve o desenvolvimento de ha-bilidades para analisar as informações e ideias, julgar sua validade e tomar decisões. Ele ajuda a distinguir entre fatos e opiniões, avaliar as provas e argumen-tos, ter e defender posições informadas, integrar informações e ver as relações, além de aplicar seus conhecimentos para lidar com problemas novos e di-ferentes, e para seu próprio estilo de vida. Aqui estão algumas habilidades básicas para aprender a pensar mais criticamente.Questione tudo e todos. Seja cético, como todo bom cientista. Não acredite em tudo que ouve e lê, incluin-do o conteúdo deste livro, sem avaliar as informações que recebeu. Procure outras fontes e opiniões.Identifique e avalie suas opiniões e crenças pessoais. Cada um de nós tem preconceitos e crenças ensina-das pelos nossos pais, professores, amigos, modelos



e nossa própria experiência. Quais são suas crenças, valores e preconceitos básicos? De onde eles vêm? Em quais hipóteses são fundamentados? Como você sabe se suas crenças, valores e pressupostos estão certos, e por quê? De acordo com o psicólogo e fi-lósofo americano William James: “Muitas pessoas acreditam que estão pensando, quando na verdade estão meramente reorganizando seus preconceitos”.Tenha a mente aberta e flexível. Esteja aberto para considerar diferentes pontos de vista. Não julgue até ter mais provas e estar disposto a mudar sua mente. Re-conheça que pode haver um número de soluções úteis e aceitáveis para um problema, e que poucas questões são somente pretas ou brancas. Existem compromissos envolvidos em qualquer questão ambiental, como você aprenderá neste livro. Uma forma de avaliar opiniões divergentes é tentar obter pontos de vista de outras pessoas. Como elas veem o mundo? Quais são seus pressupostos e crenças básicos? Suas posições são logi-camente consistentes com suas suposições e crenças?Seja humilde sobre o que você sabe. Algumas pessoas são tão confiantes no que sabem, que param de pen-sar e questionar. Para parafrasear o escritor norte-americano Mark Twain: “O que nos prejudica é o que achamos que é verdadeiro, mas não é”.Avalie como a informação relacionada a um proble-ma foi obtida. As declarações que você ouviu ou leu têm base em conhecimento primário e pesquisas, ou em boatos? Fontes anônimas são utilizadas? As infor-mações têm base em estudos científicos reprodutíveis e amplamente aceitos, ou em resultados científicos preliminares que podem ser válidos, mas precisam de mais testes? As informações têm base em algu-mas histórias ou experiências isoladas, ou em estudos cuidadosamente controlados, cujos resultados foram analisados por especialistas na área envolvida (revisão por pares)? Têm base em informações científicas, ou em crenças infundadas e duvidosas?Questione as evidências e conclusões apresentadas. Quais são as conclusões ou reivindicações? Que evi-dência é apresentada para apoiá-las? As evidências as apoiam? Existe a necessidade de recolher mais provas para testar as conclusões? Existem outras conclusões mais razoáveis?Tente descobrir diferenças entre crenças e pressupos-tos básicos. Na superfície, a maioria dos argumentos ou desentendimentos envolve diferenças de opiniões sobre a validade ou o significado de certos fatos ou conclusões. Procure um pouco mais e você descobri-rá que a maioria das discordâncias geralmente tem base em diferentes (e muitas vezes ocultos) pressu-postos básicos sobre a forma como olhamos e inter-pretamos o mundo ao nosso redor. Descobrir essas diferenças básicas pode permitir que as partes en-volvidas compreendam de onde cada um está vindo e concordem em discordar sobre seus pressupostos básicos, crenças ou princípios.

Tente identificar e avaliar as razões por parte daqueles que apresentam evidências e chegam às conclusões. Qual é a experiência deles nesta área? Eles têm algu-mas suposições, crenças, preconceitos ou valores ve-lados? Têm um motivo pessoal? Eles podem se bene-ficiar financeira ou politicamente da aceitação de suas provas e conclusões? Será que pesquisadores com diferentes pressupostos ou crenças usam os mesmos dados e chegam a conclusões diferentes?Espere e tolere a incerteza. Reconheça que os cientis-tas não conseguem estabelecer nenhuma prova abso-luta ou certeza de nada. No entanto, os resultados da ciência confiável têm um alto grau de certeza.Será que os argumentos utilizados envolvem falácias lógicas ou truques discutíveis? Aqui estão seis dos mui-tos exemplos de tais truques. Primeiro, atacar o apresen-tador de um argumento em vez do argumento em si. Segundo, apelar para a emoção em vez de fatos e lógica. Terceiro, alegar que, se um conjunto de provas ou uma conclusão é falsa, então todas as outras partes relacio-nadas às provas e às conclusões também são. Quarto, dizer que a conclusão é falsa porque não foi cientifica-mente comprovada (os cientistas nunca provam nada de maneira absoluta). Quinto, injetar informações irre-levantes ou enganosas para desviar a atenção de pontos importantes. Sexto, apresentar somente alternativas e/ou quando pode haver uma série de opções.Não acredite em tudo que você lê na Internet. A In-ternet é uma fonte maravilhosa e facilmente aces-sível de informações, incluindo explicações alterna-tivas e opiniões sobre praticamente qualquer assunto ou questão, muitas das quais não estão disponíveis na mídia e em artigos acadêmicos. Os web logs ou blogs tornaram-se uma importante fonte de informações e são ainda mais importantes do que a mídia padrão para algumas pessoas. No entanto, porque a Internet é tão aberta, qualquer um pode postar qualquer coisa que quiser em alguns blogs e sites sem nenhum controle editorial ou revisão por especialistas. Como resultado, avaliar as informações na Internet é uma das melhores formas de colocar em prática os princípios do pensa-mento crítico aqui discutidos. Use e desfrute da Inter-net, mas pense criticamente e com prudência.Desenvolva princípios ou regras para a avaliação de evidências. Desenvolva uma lista escrita de princí-pios que lhe sirvam como diretrizes para avaliação de evidências e alegações (como a lista que estamos apresentando aqui). Continuamente avalie-a e a modifique com base em sua experiência.Torne-se um buscador de sabedoria, não um reserva-tório de informações. Muitas pessoas acreditam que o principal objetivo da educação é aprender o máxi-mo que puder, reunindo mais e mais informações. Nós acreditamos que o principal objetivo é aprender a vasculhar pilhas de fatos e ideias para encontrar as poucas pepitas de sabedoria que são as mais úteis para a compreensão do mundo e a tomada de decisões. Este


4 Ecologia e sustentabilidade

livro está cheio de fatos e números, que são úteis ape-nas na medida em que conduzem a uma compreensão das ideias principais, leis científicas, teorias, conceitos e conexões. Os principais objetivos do estudo da ciên-cia ambiental são descobrir como a natureza funciona e se sustenta (sabedoria ambiental) e usar os princípios da sabedoria ambiental para ajudar a tornar as socieda-des humanas e as economias mais sustentáveis, mais justas, mais benéficas e agradáveis para todos. Como a escritora Sandra Carey observou, “Nunca confunda conhecimento com sabedoria. Um o ajuda a ganhar a vida, o outro o ajuda a fazer uma vida”. Ou, como o es-critor norte-americano Walker Percy sugeriu, “Alguns indivíduos com alto grau de inteligência, mas sem sa-bedoria, podem obter todos os As e reprovar na vida”.

Para ajudá-lo a praticar o pensamento crítico, ofe-recemos as questões ao longo deste livro, encontradas em boxes intitulados Pensando sobre, nas legendas de muitas figuras e no final de cada capítulo. Não existem respostas certas ou erradas para muitas delas. Uma boa maneira de melhorar suas habilidades de pensa-mento crítico é comparar suas respostas com as dos seus colegas e discutir como você chegou até elas.

Conheça seu próprio estilo de aprendizagem

As pessoas têm diferentes formas de aprender, e pode ser útil conhecer seu próprio estilo de aprendizagem. Alunos visuais aprendem melhor por meio da leitura e visualização de ilustrações e diagramas. Este é um livro muito visual, com muitas fotografias cuidado-samente selecionadas e diagramas desenhados para ilustrar ideias, conceitos e processos importantes.

Alunos auditivos aprendem melhor ouvindo e dis-cutindo. Estes podem se beneficiar da leitura em voz alta enquanto estudam, e do uso de um gravador durante as palestras para estudar e revisar. Alunos lógicos aprendem melhor por meio de conceitos e ló-gica para descobrir e entender um assunto em vez de confiar em sua memória.

Parte do que determina seu estilo de aprendizagem é a forma como seu cérebro funciona. De acordo com a hipótese de divisão do cérebro, o hemisfério esquerdo do cérebro é bom em lógica, análise e avaliação, e a metade direita é boa na visualização, síntese e criação. Um dos nossos objetivos é fornecer um material que estimule ambos os lados de seu cérebro.

O estudo e as habilidades de pensamento crítico incentivados neste livro, e na maioria dos cursos, em grande parte envolvem o cérebro esquerdo. No entan-to, você pode melhorar essas habilidades, dando uma pausa ao seu lado esquerdo do cérebro deixando seu

lado criativo solto. Você pode fazer isso com um brains-torming de ideias junto a seus colegas, com a regra de que nenhuma crítica originada do lado esquerdo do cé-rebro seja permitida até que a sessão termine.

Quando você estiver tentando resolver um pro-blema, tente descansar, meditar, fazer uma caminha-da, exercitar-se, ou fazer alguma coisa para encerrar sua atividade cerebral esquerda controladora. Isto permitirá que o lado direito de seu cérebro trabalhe sobre o problema de uma forma menos controlada e mais criativa.

Este livro apresenta uma visão ambiental positiva e realista do futuro

Há sempre concessões envolvidas na elaboração e im-plantação de decisões ambientais. Nosso desafio é conseguir uma apresentação equilibrada de diferen-tes pontos de vista, das vantagens e desvantagens das várias tecnologias e das soluções propostas para os problemas ambientais, além das boas e más notí-cias sobre eles, e fazê-lo sem o viés pessoal.

Estudando um assunto tão importante quanto a ciência ambiental e chegar a nenhuma conclusão, opinião ou crença significa que tanto o professor quanto o aluno falharam. No entanto, qualquer con-clusão deve ter base no uso do pensamento crítico para avaliar as diferentes ideias e compreender os compromissos envolvidos. Nosso objetivo é apre-sentar uma visão positiva do nosso futuro ambiental com base no otimismo realista.

ajude-nos a melhorar este livro

Pesquisar e escrever um livro que abrange e interliga ideias em uma variedade de disciplinas é uma tarefa desafiadora e excitante. Quase todos os dias apren-demos alguma nova conexão na natureza.

Em um livro tão complexo, certamente haverá alguns erros – alguns erros tipográficos que passam completamente despercebidos e algumas afirmações que você pode questionar com base em seu conhe-cimento e pesquisas. Nós o convidamos a entrar em contato conosco para apontar qualquer viés, corrigir quaisquer erros que encontrar e sugerir formas de melhorar este livro. Por favor, envie suas sugestões por e-mail para Tyler Miller: [email protected], ou para Scott Spoolman: [email protected].

Agora, inicie sua jornada neste estudo fascinante e importante de como a Terra funciona e como po-demos deixar o planeta em uma condição ao menos tão boa como a que encontramos. Divirta-se.

Estude a natureza, ame a natureza, fique perto da natureza. Ela nunca o abandonará.

Frank LLoYD WrIGHT


Os problemas ambientais, suas causas e sustentabilidade

1E s t u d o d E c a s o p r i n c i pa l

Uma visão de um mundo mais sustentável em 2060Emily Briggs e Michael rodriguez formaram-se na faculdade em 2014. Michael conseguiu um mestrado em educação am-biental, tornou-se professor do ensino médio e adorava lecio-nar ciências ambientais. Emily, nesse meio tempo, foi para a faculdade de direito e, em seguida, abriu um escritório bem--sucedido na área de direito ambiental.

Em 2022, Michael e Emily encontraram-se quando es-tavam fazendo trabalho voluntário para uma organização ambiental. Mais tarde, casaram-se, tiveram uma filha e lhe falaram sobre alguns dos problemas ambientais do mundo (Figura 1-1, à esquerda) e sobre as alegrias da natureza que tinham vivido quando eram crianças (Figura 1-1, à direita). como resultado, sua filha também se envolveu decididamen-te no trabalho de promover um mundo mais sustentável e, eventualmente, também passou isso para seu filho.

Quando Michael e Emily estavam crescendo, havia sinais maiores de estresse no sistema de suporte à vida na terra – o solo, o ar, a água e a vida silvestre – por causa dos impac-tos ambientais de mais pessoas consumindo mais recursos. Entretanto, uma grande transição na consciência ambiental teve início por volta de 2010, quando um número crescente de pessoas começou a transformar seu estilo de vida e seus hábitos de consumo, entrando em sintonia com o modo pelo qual a natureza tinha se mantido por bilhões de anos antes de os seres humanos aparecerem na terra. por várias décadas, essa combinação de consciência ambiental e ação valeu a pena.

Em janeiro de 2060, Emily e Michael comemoraram o nascimen to de seu neto, que nasceu em um mundo que ainda tinha uma grande diversida-de de plantas, animais e ecossistemas. a perda dessa diversidade biológica, uma amea ça imi-nente quando Michael e Emily eram jovens, havia diminuído muito, e a atmosfe ra, os ocea-nos, os lagos e os rios estavam gradualmente se purificando.

o desperdício de energia havia sido corta-do pela metade. as energias do sol, do vento, da água corrente, do calor subterrâneo e de combustíveis produzidos a partir de gramíneas e algas cultivadas havia substituído amplamen-te as energias altamente poluentes do petróleo e do carvão, bem como a energia nuclear, com

seus perigosos resíduos radioativos de longa duração. o aque-cimento da atmosfera e as consequentes mudanças climáticas previstas para o ano de 2050 teminaram por ocorrer, de acor-do com as projeções feitas por muitos cientistas na década de 1990. no entanto, a ameaça de mudanças climáticas ainda maiores havia começado a diminuir à medida que a utilização de recursos energéticos mais limpos tornou-se mais comum.

Em 2060, os agricultores que produziam a maior parte dos alimentos do mundo já tinham adotado práticas agrí-colas que ajudavam a preservar a água e a renovar os solos esgotados. a população humana atingiu um pico de 8 bi-lhões em 2040, em vez dos 9,5 bilhões estimados, e havia entrado em lento declínio.

Em 2060, Emily e Michael sentiam-se muito orgulhosos de saber que eles, seus filhos e muitos outros haviam ajuda-do a promover essas melhorias para que as futuras gerações pudessem viver de forma mais sustentável neste planeta ma-ravilhoso, nossa única casa.

Sustentabilidade é a capacidade dos sistemas natu-rais da terra e dos sistemas culturais humanos de sobrevi-ver, prosperar e se adaptar às mudanças nas condições am-bientais no longo prazo, conceito que também se refere a pessoas preocupadas em transmitir um mundo melhor para as gerações vindouras. Esse é o tema principal deste livro. aqui, descreveremos os problemas ambientais que enfren-tamos e exploraremos possíveis soluções. nosso objetivo é apresentar a você uma visão realista e esperançosa da pos-sibilidade de futuro.

Figura 1-1 Esses pais, como Emily e Michael em nossa visão ficcional de um mundo possível em 2060, estão mostrando a suas crianças alguns dos problemas ambientais do mundo (à esquerda) e ajudando-os a desfrutar das maravilhas da natureza (à direita). o objetivo deles é ensinar seus filhos a cuidar bem da terra, na esperança de transmitir um mundo melhor para as gerações futuras.

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6 Ecologia e sustentabilidade CapítUlo 1 os problemas ambientais, suas causas e sustentabilidade 7

A ciência ambiental é o estudo das conexões na natureza

O meio ambiente é tudo o que nos cerca, ou, como o famoso físico Albert Einstein disse: “O meio ambien-te é tudo o que não é parte de mim”. Ele inclui os seres vivos e as coisas não vivas (ar, água e energia) com as quais interagimos em uma complexa teia de relações que nos ligam uns aos outros e ao mundo em que vivemos.

Apesar dos nossos muitos avanços científicos e tecnológicos, somos totalmente dependentes do meio

Sozinho no espaço, solitário em seus sistemas de suporte à vida, alimentado por energias inacreditáveis, intermediando essas energias por meio de ajustes delicados, rebelde, improvável, imprevisível, mas alimentando-nos, animando e nos enriquecendo ao máximo – este não é um lar precioso para todos nós?

Não merece o nosso amor?

BaRBaRa WaRD E RENÉ DUBoS

Questões e conceitos principais*

1-1 Quais são os três princípios da sustentabilidade?c o n c e i t o 1 - 1 A a natureza tem se sustentado por bilhões de anos por meio da energia solar, da biodiversidade e da ciclagem de nutrientes.

c o n c e i t o 1 - 1 B nossas vidas e economias dependem da energia do sol e dos recursos e serviços naturais (capital natural ) fornecidos pela terra.

1-2 Como nossas pegadas ecológicas estão influenciando a Terra?c o n c e i t o 1 - 2 conforme nossas pegadas ecológicas aumentam, estamos destruindo e degradando cada vez mais o capital natural da terra.

1-3 Por que temos problemas ambientais?c o n c e i t o 1 - 3 as maiores causas dos problemas ambientais são o crescimento populacional, o uso

insustentável e pouco eficiente de recursos, a pobreza e a não inclusão dos custos ambientais do uso dos recursos nos preços de mercado de bens e serviços.

1-4 O que é uma sociedade ambientalmente sustentável?c o n c e i t o 1 - 4 Viver de maneira sustentável significa sustentar-se com os rendimentos naturais da terra sem esgotar ou degradar o capital natural que os fornece.

obs.: os suplementos 2, 4, 5 e 8 podem ser utilizados com este capítulo.* Este é um livro com foco no conceito e tem as principais seções de cada capítulo construídas em torno de um ou dois conceitos-chave derivados das ciências naturais ou sociais. as questões e conceitos principais estão resumidos no início de cada capítulo. Você pode usar esse resumo como uma introdução e revisão das ideias-chave ao longo do livro.

1-1 Quais são os três princípios da sustentabilidade?

conceito 1-1A A natureza tem se sustentado por bilhões de anos por meio da energia solar, da biodiversidade e da ciclagem de nutrientes.

conceito 1-1B nossas vidas e economias dependem da energia do sol e dos recursos e serviços naturais (capital natural) fornecidos pela terra.

ambiente para a obtenção de ar e água limpos, co-mida, abrigo, energia e tudo o mais que precisamos para permanecer vivos e saudáveis. Como resultado, somos parte e não à parte do restante da natureza.

Este livro é uma introdução à ciência ambiental, um estudo interdisciplinar sobre como os humanos interagem com as partes vivas e não vivas de seu ambiente. Ele integra informações e ideias das ciên-cias naturais, tais como biologia, química e geologia; sociais, como a geografia, economia e ciência política; e humanas, como filosofia e ética. Os três objetivos da ciência ambiental são aprender como a natureza funciona, entender a forma como interagimos com o meio


CapítUlo 1 os problemas ambientais, suas causas e sustentabilidade 7

ambiente e encontrar maneiras de lidar com problemas am-bientais e viver de forma mais sustentável.

Um componente fundamental da ciência am-biental é a ecologia, ciência biológica que estuda como organismos ou seres vivos interagem uns com os outros e com seu meio ambiente. Cada organis-mo é um membro de uma determinada espécie, grupo de organismos que têm um conjunto único de características que os distinguem de todos os ou-tros e, por meio de organismos que se reproduzem sexual mente, podem produzir descendentes férteis. Por exemplo, todos os seres humanos são membros de uma espécie que os biólogos têm chamado Homo sapiens sapiens. (Veja Suplemento 5).

Um dos pontos principais da ecologia é o estu-do dos ecossistemas. Ecossistema é um conjunto de organismos dentro de determinada área ou volume interagindo uns com os outros e com seu meio am-biente de matéria inanimada e energia. Por exem-plo, um ecossistema fl orestal é constituído de plantas (principalmente árvores), animais e microrganismos minúsculos, que decompõem os materiais orgânicos e reciclam seus produtos químicos, todos interagindo entre si e com a energia solar e os produtos químicos no ar, na água e no solo do ecossistema.

Não devemos confundir ciências ambientais e eco-logia com ambientalismo, movimento social dedicado a proteger os sistemas de suporte à vida na Terra. O ambientalismo é mais praticado nas arenas políticas e éticas do que no campo da ciência.

As estratégias de sobrevivência da natureza seguem os três princípios da sustentabilidade

A natureza tem lidado com mudanças signifi cativas nas condições ambientais que têm infl uenciado o pla-neta há pelo menos 3,5 bilhões de anos. Por isso, mui-tos especialistas em meio ambiente dizem que, quando estamos diante de uma mudança ambiental que se torna um problema para nós ou para outras espécies, devemos aprender como a natureza tem lidado com essas mudanças e, então, imitar esses mecanismos.

Em nosso estudo da ciência ambiental, a pergunta mais importante que podemos fazer é: Como a incrí-vel variedade de vida na Terra se sustentou por, pelo menos, 3,5 bilhões anos com todas as mudanças catas-trófi cas nas condições ambientais? Tais mudanças tive-ram diversas causas, incluindo o impacto de meteo ros gigantescos na Terra, as eras glaciais com duração de centenas de milhões de anos e os longos períodos de aquecimento, durante os quais o derretimento do gelo elevou o nível dos mares em centenas de metros.

Comparada aos bilhões de anos de existência da vida na Terra, a da nossa espécie pode ser considerada um período menor que um piscar de olhos (Figu ra 1-2). Chamamo-nos Homo sapiens sapiens (do latim “homem sábio”). Com nossos cérebros grandes e complexos e nossa capacidade de linguagem, somos

Figura 1-2 aqui, a duração da existência do Homo sapiens sapiens na terra é comparada com a duração da vida, que começou há cerca de 3,5 bilhões de anos. se o comprimento da linha do tempo fosse de 1 km , o tempo da humanidade na terra ocuparia aproximadamente os últimos 3 centésimos de milímetro. isto é menor do que o diâmetro de um fi o de cabelo quando comparado a 1 quilômetro de tempo.

aparecimento das primeiras células simples (há cerca de 3,5 bilhões de anos)

aparecimento da primeira vida multicelular (há cerca de 1 bilhão de anos) aparecimento das primeiras

plantas terrestres (há cerca de 475 milhões de anos)

desaparecimento dos dinossauros (há cerca de 65 milhões de anos)

chegada do Homo sapiens (há cerca de 200.000 anos)


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cologia e sustentabilidade, aborda princípios e conceitos da evolução biológica e da ecologia em suas diferentes escalas: populações, comunidades e ecossistemas. O diferencial desta obra é abordar as temáticas do campo da ecologia com o enfoque da sustentabilidade. Tema principal do século

XXI e desta obra, a sustentabilidade propõe a integração dos interesses econômicos, sociais e culturais da sociedade à preservação da biodiversidade e dos ecossistemas.

E para o leitor ter profundo conhecimento da temática, este livro oferece diversos estudos de caso que expõem uma visão detalhada dos problemas ambientais e sociais acompanhadosde suas possíveis soluções. Oferece também exercíciosinterativos em todos os capítulos reforçando os conceitos científicos abordados.

Trata-se de uma obra fundamental para o conhecimentoda biodiversidade e dos ecossistemas e para se ampliaras discussões relacionadas à existência de um planetasocialmente justo e sustentável.

Aplicações: Livro-texto destinado aos cursos de Ecologia, Biologia e Engenharia Ambiental. Livro complementar para as disciplinas ecologia de populações, ecologia de comunidades e ecologia de ecossistemas.

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ISBN-13: 978-85-221-1152-7ISBN-10: 85-221-1152-9

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G. TYLER MILLER ESCOTT E. SPOOLMAN

SUSTENTABILIDADEG. G. TTYLYLEER MILLER ER MILLER E

SCOSCOTTT E. SPOOLMANT E. SPOOLMAN

NNNNTTTTAATATTAT BBIILLIIDDAADADDAD DDEEAANNNNEENNNNTTTTAATATTATTradução da 6ª edição

norte-americanaMATERIAL DE APOIOPowerpoints® para professores que comprovadamente adotam a obra

Outras obras

Fundamentos de ecologiaTradução da 5ª edição norte-americanaEugene P. Odum e Gary W. Barrett

Energia e meio ambienteTradução da 4ª edição norte-americanaRoger A. Hinrichs, Merlin Kleinbach e Lineu Belico dos Reis

Biologia: unidadee diversidade da vida vol.1Tradução da 12ª edição norte-americanaCecie Starr, Ralph Taggart,Christine Evers e Lisa Starr

Biologia: unidadee diversidade da vida vol. 2Tradução da 12ª edição norte-americanaCecie Starr, Ralph Taggart,Christine Evers e Lisa Starr

Fundamentos de oceanografiaTradução da 4ª edição norte-americanaTom Garrison

Introduçãoà engenharia ambientalTradução da 2ª edição norte-americanaP. Aarne Vesilind e Susan M. Morgan

Ciência ambientalTradução da 11ª edição norte-americanaG. Tyler Miller Jr.

Introdução à climatologiaFillipe Tamiozzo Pereira Torrese Pedro José de Oliveira Machado

Economia ambientalJanet M. Thomas e Scott J. Callan

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