EcossistemasEcossistemas
BIE-212: Ecologia
Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental
ProgramaPrograma
IntroduIntroduççãoão
MMóódulo I: Organismosdulo I: Organismos
MMóódulo II: Populadulo II: Populaççõesões
...
• Fluxo de energia
- Produtividade
- Decomposição
- Cadeias tróficas
- Eficiências
- Pirâmides tróficas
• Ciclagem de maté...
ORGANISMOORGANISMO
COMUNIDADECOMUNIDADE
ECOSSISTEMAECOSSISTEMA BIOSFERABIOSFERA
POPULAPOPULAÇÇÃOÃO
IntroduIntroduççãoão
Ec...
Todos os organismos precisam de energia
EnergiaEnergia
É a capacidade de
realizar trabalho
Luminosa
Química Mecânica
EnergiaEnergia
A energia pode ser transformada de um tipo em outro,
mas não pode ser criada nem destruída
Produtores Herbívoros Carnívoro...
calor
calor
calor
Produtores Herbívoros Carnívoros
Decompositores
calor
Nenhuma transformação espontânea de energia é
100%...
30% é refletida para o espaço
20% absorvida pela atmosfera
50% absorvida como calor pelo solo
<1% é aproveitada na fotossí...
Produção
secundária
Produção primária
Produção
secundária
Decomposição
ProdutividadeProdutividade
calor
calor
calor
Produt...
Biomassa Massa de organismos por unidade de área
Produtividade
Produção de biomassa por unidade
de área e tempo
Bruta
Líqu...
Fatores limitantes da produtividade primária
Produtividade primProdutividade primááriaria
P + C +N
C + N
Tempo
Populaçãode...
Produtividade primProdutividade primááriaria
Luz
Total horas com luz ano
Fotossíntese
Produtividade
Ecosssistema aquático
100
50
20
10
1
0
20
40
60
100
80
Intensidadeluminosa(%)
Profundidade(m)
Produtividade primária bruta...
Floresta
-10 0 10 20 30
Temperatura (oC)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Produtividadedematéria
seca(gm-2ano-1)
Temperatura...
DesertosDesertos
ProduProduççãoanual(kg/ãoanual(kg/hehe))
PrecipitaPrecipitaçção anual (mm)ão anual (mm)
100100 200200 500...
CO2
Fotossíntese
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
25
20
15
10
5
0
109tondeCO2
Emissões globais de CO...
PPL média (g/m2/ano)
Porcentagem de PPL
no planeta
Porcentagem de área
no planeta
Oceano aberto
Plat. continental
Estuário...
Gradiente
latitudinal?
Biomassa autotrófica
Oceano
Continente
Produtividade primProdutividade primááriaria
Oceanos: importância do gradiente nutricional
CONTINENTE OCEANO ABERTO
600
40...
A produtividade secundária depende da produtividade primária
Biomassa
Mês
Sibéria
Biomassa
Mês
Japão
Biomassa
Mês
Subtrópi...
3 87654
0
2
4
6
8
Precipitação (mm)
Númerodefilhotes
A precipitação influencia o número
de filhotes de Geospiza fortis
Pre...
NUTRIENTE
INORGÂNICO
NUTRIENTE
INORGÂNICO
MATÉRIA
ORGÂNICA
MATÉRIA
ORGÂNICA
imobilização
mineralização
Desintegração gradu...
Decompositores
Detritívoros
Fragmentadores
Nutriente
inorgânico
DecomposiDecomposiççãoão
Planta
Herbívoro
Carnívoro
Carnívoro
Carnívoro
Produtores
primários
Consumidores
primários
Consumidores
secundários
Consum...
Nível trófico 1 Nível trófico 2
EC
Eficiência de consumo (EC)Eficiência de consumo (EC)
Proporção da produtividade total
d...
Não
digerível
Assimilado
Nível trófico 1 Nível trófico 2
EC
EA
Eficiência de assimilação (EA)Eficiência de assimilação (EA...
Não
digerível
Assimilado
Nível trófico 1 Nível trófico 2
EC
EA
Trabalho
EPBiomassa
Eficiência de produção (EP)Eficiência d...
Não
digerível
Assimilado
Nível trófico 1 Nível trófico 2
EC
EA
Trabalho
EPBiomassa
Proporção da energia transferida
de um ...
Ilustra a transferência de energia em cada nível trófico
Pirâmides de energiaPirâmides de energia
Lei dos 10%
de luz
Áreas alagadas da Flórida
(g/m2)
Ilustra a quantidade de biomassa presente em cada nível trófico
Produtores são muito meno...
Indica o número de indivíduos em cada nível trófico
Campo
(indivíduos/0,1 ha)
1
90.000
200.000
1.500.000
Pirâmides de nPir...
Planta
Herbívoro
Carnívoro
Carnívoro
Carnívoro
Produtores
primários
Consumidores
primários
Consumidores
secundários
Consum...
Planta
Herbívoro
Carnívoro
Carnívoro
Carnívoro
Produtores
primários
Consumidores
primários
Consumidores
secundários
Consum...
TeiaTeia trtróóficafica
Representação simplificada
de uma teia trófica
Quítons Chapeuzinho
chinês
Mexilhão Craca Lepa
PRESAS
PREDADOR
INTERMEDIÁRIO
PREDADOR
DE TOPO
TeiaTeia trtróóficafica
Comunidade com Pisaster (controle)
Comunidade sem Pisaster (experimental)
Anos
Riquezadeespécies
Paine
Experimento de remo...
Quítons Chapeuzinho
chinês
Mexilhão Craca Lepa
PRESAS
PREDADOR
INTERMEDIÁRIO
PREDADOR
DE TOPO
A remoção de
Pisaster aument...
Espécies dominantes
Espécies
chave
Biomassa relativa da espécie
Impactototaldaespéciesobre
aestruturadacomunidade
ALTOBAIX...
NUTRIENTESNUTRIENTES
Reservatórios
Atmosfera
Lagos, rios, oceanos
Rochas
Solo
Reservatórios
Atmosfera
Lagos, rios, oceanos...
Construtores
Macronutrientes
Micronutrientes
CC OO HH NN
NaNa MgMg PP SS ClCl KK CaCa
FF SiSi VV CrCr M
n
M
n FeFe C
o
C
o...
CiclosCiclos biogeoqubiogeoquíímicosmicos
Nitrogênio
Água
Carbono
Fósforo
Ecossistema Matéria
orgânica
N P K Ca Mg PPL
(g C/m2/ano)
Floresta boreal 353 230 324 94 149 455 360
Floresta temperada 4 ...
Código Florestal (Lei 4.771 de 15/09/65)
É obrigatória a conservação de 30 m de mata para cursos
d’água com até 10 m de la...
6 CO6 CO22 + 6 H+ 6 H22OO CC66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O22
COCO22 OO22
lixiviaçãolixiviação
Nutrientes: N e P
AssoreamentoAssoreamento
Erosão
Lixiviação
Esgoto
nutrientesnutrientes
Florações
cianobactérias
NN22
TurbidezTurbidez
LuzL...
ResumoResumo
calor
calor
calor
Produtores Herbívoros Carnívoros
Decompositores
calor
NUTRIENTESNUTRIENTES
Reservatórios
At...
Aula10 - http://ecologia.ib.usp.br/bie212/files/aula10.pdf
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Aula10 - http://ecologia.ib.usp.br/bie212/files/aula10.pdf

1.037 visualizações

Publicada em

Fonte: http://ecologia.ib.usp.br/bie212/files/aula10.pdf

Publicada em: Meio ambiente
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.037
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
229
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
23
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula10 - http://ecologia.ib.usp.br/bie212/files/aula10.pdf

  1. 1. EcossistemasEcossistemas BIE-212: Ecologia Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental
  2. 2. ProgramaPrograma IntroduIntroduççãoão MMóódulo I: Organismosdulo I: Organismos MMóódulo II: Populadulo II: Populaççõesões MMóódulo III: Comunidadesdulo III: Comunidades MMóódulo IV: Ecossistemasdulo IV: Ecossistemas - Ecossistemas - Conservação
  3. 3. • Fluxo de energia - Produtividade - Decomposição - Cadeias tróficas - Eficiências - Pirâmides tróficas • Ciclagem de matéria • Resumo da aula Roteiro da aulaRoteiro da aula
  4. 4. ORGANISMOORGANISMO COMUNIDADECOMUNIDADE ECOSSISTEMAECOSSISTEMA BIOSFERABIOSFERA POPULAPOPULAÇÇÃOÃO IntroduIntroduççãoão Ecossistema é o conjunto de comunidades interdependentes cujos organismos reciclam matéria enquanto a energia flui através deles
  5. 5. Todos os organismos precisam de energia EnergiaEnergia É a capacidade de realizar trabalho
  6. 6. Luminosa Química Mecânica EnergiaEnergia
  7. 7. A energia pode ser transformada de um tipo em outro, mas não pode ser criada nem destruída Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores EnergiaEnergia
  8. 8. calor calor calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores calor Nenhuma transformação espontânea de energia é 100% eficiente EnergiaEnergia
  9. 9. 30% é refletida para o espaço 20% absorvida pela atmosfera 50% absorvida como calor pelo solo <1% é aproveitada na fotossíntese Leis da termodinâmicaLeis da termodinâmica calor calor calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores calor
  10. 10. Produção secundária Produção primária Produção secundária Decomposição ProdutividadeProdutividade calor calor calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores calor
  11. 11. Biomassa Massa de organismos por unidade de área Produtividade Produção de biomassa por unidade de área e tempo Bruta Líquida Primária Secundária Taxa fotossintética total PPL = PPB – Respiração Produção de biomassa por unidade de área e tempo pelos consumidores ton / ha J / m2 ton / ha /ano J / m2 / ano ProdutividadeProdutividade ton / ha /ano J / m2 / ano
  12. 12. Fatores limitantes da produtividade primária Produtividade primProdutividade primááriaria P + C +N C + N Tempo Populaçãode cianobactérias Tempo Populaçãode cianobactérias Nutrientes
  13. 13. Produtividade primProdutividade primááriaria Luz Total horas com luz ano Fotossíntese Produtividade
  14. 14. Ecosssistema aquático 100 50 20 10 1 0 20 40 60 100 80 Intensidadeluminosa(%) Profundidade(m) Produtividade primária bruta Produtividade primária líquida Respiração Produtividade primProdutividade primááriaria Luz
  15. 15. Floresta -10 0 10 20 30 Temperatura (oC) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Produtividadedematéria seca(gm-2ano-1) Temperatura Taxa fotossintética Produtividade Produtividade primProdutividade primááriaria Temperatura
  16. 16. DesertosDesertos ProduProduççãoanual(kg/ãoanual(kg/hehe)) PrecipitaPrecipitaçção anual (mm)ão anual (mm) 100100 200200 500500300300 600600 10001000 20002000 400400 30003000 40004000 50005000 Precipitação Densidade vegetação Produtividade Produtividade primProdutividade primááriaria Água
  17. 17. CO2 Fotossíntese 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 25 20 15 10 5 0 109tondeCO2 Emissões globais de COEmissões globais de CO22 por combustpor combustííveis fveis fóósseissseis Produtividade primProdutividade primááriaria CO2 Concentração de CO2 Fotossíntese Produtividade
  18. 18. PPL média (g/m2/ano) Porcentagem de PPL no planeta Porcentagem de área no planeta Oceano aberto Plat. continental Estuário Macroalgas e recifes Ressurgência Ambientes extremos Desertos Flor. trop. chuvosa Savana Cultivos Floresta boreal Campo Arbustos Tundra Flor. trop. sazonal F. temp. decídua F. temp. perene Pântanos Rios e lagos 4985 10133 2250 32,2% 74,8% 2,6% 70,8% 29,2% 0,8% Marinho Terrestre Água doce Produtividade primProdutividade primááriaria
  19. 19. Gradiente latitudinal? Biomassa autotrófica Oceano Continente
  20. 20. Produtividade primProdutividade primááriaria Oceanos: importância do gradiente nutricional CONTINENTE OCEANO ABERTO 600 400 200 0 6 4 2 0 30 20 10 0
  21. 21. A produtividade secundária depende da produtividade primária Biomassa Mês Sibéria Biomassa Mês Japão Biomassa Mês Subtrópicos Produtividade secundProdutividade secundááriaria
  22. 22. 3 87654 0 2 4 6 8 Precipitação (mm) Númerodefilhotes A precipitação influencia o número de filhotes de Geospiza fortis Precipitação Produtividade primária Alimento para pássaros granívoros Número de filhotes Produtividade secundProdutividade secundááriaria
  23. 23. NUTRIENTE INORGÂNICO NUTRIENTE INORGÂNICO MATÉRIA ORGÂNICA MATÉRIA ORGÂNICA imobilização mineralização Desintegração gradual da matéria orgânica morta por agentes físicos e biológicos CO2 H2O NO3 NH4 PO4 Fotossíntese Decomposição DecomposiDecomposiççãoão
  24. 24. Decompositores Detritívoros Fragmentadores Nutriente inorgânico DecomposiDecomposiççãoão
  25. 25. Planta Herbívoro Carnívoro Carnívoro Carnívoro Produtores primários Consumidores primários Consumidores secundários Consumidores terciários Consumidores quaternários Decompositores • O fluxo de energia no ecossistema depende: – Eficiência de transferência de energia de um nível trófico para outro – Eficiência em que esta energia transferida é utilizada em cada nível trófico • Quão eficiente são essas transferência? Eficiências deEficiências de tranferênciatranferência
  26. 26. Nível trófico 1 Nível trófico 2 EC Eficiência de consumo (EC)Eficiência de consumo (EC) Proporção da produtividade total disponível em um nível trófico que é consumida (ingerida) por um nível trófico acima Númerodeobservações Produção primária removida por herbívoros (%) AlgasPlantas terrestre Eficiências deEficiências de tranferênciatranferência
  27. 27. Não digerível Assimilado Nível trófico 1 Nível trófico 2 EC EA Eficiência de assimilação (EA)Eficiência de assimilação (EA) Proporção da energia consumida que é assimilada e disponibilizada para incorporação no crescimento ou para realizar trabalho Grupo EA Bactérias e fungos decompositores 100% Carnívoros 80% Herbívoros e detritívoros 20-50% Parte de planta EA pelo herbívoro Sementes e frutos 60-70% Folhas 50% Madeira 15% Eficiências deEficiências de tranferênciatranferência
  28. 28. Não digerível Assimilado Nível trófico 1 Nível trófico 2 EC EA Trabalho EPBiomassa Eficiência de produção (EP)Eficiência de produção (EP) Proporção da energia assimilada que é incorporada como biomassa Grupo EP Invertebrados 30-40% Vertebrados ectotérmicos 10% Vertebrados endotérmicos 1-2% Vertebrados endotérmicos de pequeno porte < 1% Eficiências deEficiências de tranferênciatranferência
  29. 29. Não digerível Assimilado Nível trófico 1 Nível trófico 2 EC EA Trabalho EPBiomassa Proporção da energia transferida de um nível trófico para outro Eficiência ecológicaEficiência ecológica EC EA EPx x = EE 2 6 10 14 16 20 24 Eficiência ecológica (%) Númerodecasos Lei dos 10% Eficiências deEficiências de tranferênciatranferência
  30. 30. Ilustra a transferência de energia em cada nível trófico Pirâmides de energiaPirâmides de energia Lei dos 10% de luz
  31. 31. Áreas alagadas da Flórida (g/m2) Ilustra a quantidade de biomassa presente em cada nível trófico Produtores são muito menores e possuem taxa de crescimento muito maior do que seus consumidores Pirâmides de biomassaPirâmides de biomassa Como é possível? Canal inglês
  32. 32. Indica o número de indivíduos em cada nível trófico Campo (indivíduos/0,1 ha) 1 90.000 200.000 1.500.000 Pirâmides de nPirâmides de núúmerosmeros Floresta temperada 150.000 200
  33. 33. Planta Herbívoro Carnívoro Carnívoro Carnívoro Produtores primários Consumidores primários Consumidores secundários Consumidores terciários Consumidores quaternários Decompositores CadeiaCadeia trtróóficafica Número de níveis tróficos Númerodecasos Média = 3,5 - Muito longa - Simplicidade Problemas
  34. 34. Planta Herbívoro Carnívoro Carnívoro Carnívoro Produtores primários Consumidores primários Consumidores secundários Consumidores terciários Consumidores quaternários Decompositores CadeiaCadeia trtróóficafica Como em todas generalizações, existem exceções - Nem todos consumidores são encaixados perfeitamente em cada compartimento - Herbívoros às vezes comem matéria orgânica morta - Carnívoros às vezes comem herbívoros, detritívoros e eventualmente plantas - Alguns animais mudam sua dieta conforme crescem
  35. 35. TeiaTeia trtróóficafica Representação simplificada de uma teia trófica
  36. 36. Quítons Chapeuzinho chinês Mexilhão Craca Lepa PRESAS PREDADOR INTERMEDIÁRIO PREDADOR DE TOPO TeiaTeia trtróóficafica
  37. 37. Comunidade com Pisaster (controle) Comunidade sem Pisaster (experimental) Anos Riquezadeespécies Paine Experimento de remoção de Pisaster Nas comunidade onde Pisaster foi removida, a riqueza declinou rapidamente ao longo dos anos, enquanto nas comunidades onde Pisaster foi mantida, a riqueza se manteve constante TeiaTeia trtróóficafica
  38. 38. Quítons Chapeuzinho chinês Mexilhão Craca Lepa PRESAS PREDADOR INTERMEDIÁRIO PREDADOR DE TOPO A remoção de Pisaster aumenta a abundância de Thais A predação preferencial de Thais sobre outras espécies permite que os mexilhões, que são competidores mais fortes, dominem numericamente o costão e excluam as cracas TeiaTeia trtróóficafica
  39. 39. Espécies dominantes Espécies chave Biomassa relativa da espécie Impactototaldaespéciesobre aestruturadacomunidade ALTOBAIXO Espécie com baixa biomassa, mas alto impacto Uma espécie-chave influencia a comunidade de forma desproporcional à sua biomassa Espécies dominantes têm grande influência sobre a comunidade apenas porque contribuem com muita biomassa Espécie chave: espécies cuja influência sobre a composição da comunidade é maior do que seria esperado pela sua abundância relativa TeiaTeia trtróóficafica
  40. 40. NUTRIENTESNUTRIENTES Reservatórios Atmosfera Lagos, rios, oceanos Rochas Solo Reservatórios Atmosfera Lagos, rios, oceanos Rochas Solo Ciclagem de nutrientesCiclagem de nutrientes calor calor calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores calor EnergiaEnergia Unidirecional MatériaMatéria Cíclico
  41. 41. Construtores Macronutrientes Micronutrientes CC OO HH NN NaNa MgMg PP SS ClCl KK CaCa FF SiSi VV CrCr M n M n FeFe C o C o CuCu ZnZn SeSe M o M o SnSn II • Tipos de ciclos – Gasoso – Sedimentar Recursos essenciais para a manutenção de estruturas e processos biológicos Ciclagem de nutrientesCiclagem de nutrientes
  42. 42. CiclosCiclos biogeoqubiogeoquíímicosmicos Nitrogênio Água Carbono Fósforo
  43. 43. Ecossistema Matéria orgânica N P K Ca Mg PPL (g C/m2/ano) Floresta boreal 353 230 324 94 149 455 360 Floresta temperada 4 5,5 5,8 1,3 3 3,4 540 Chaparral 3,8 4,2 3,6 1,4 5 2,8 270 Floresta tropical 0,4 2 1,6 0,7 1,5 1,1 900 Tempo de residência médio (em anos) da matéria orgânica e nutrientes e a produtividade primária líquida (PPL) em quatro ecossistemas PPLTempo de residência Reciclagem de nutrientes Produtividade Ciclagem de nutrientesCiclagem de nutrientes
  44. 44. Código Florestal (Lei 4.771 de 15/09/65) É obrigatória a conservação de 30 m de mata para cursos d’água com até 10 m de largura Contribuem para: •Escoamento das águas da chuva •Diminuição do pico dos períodos de cheia •Estabilidade das margens e barrancos de cursos d’água •Ciclo de nutrientes existentes na água AplicaAplicaçção prão prááticatica
  45. 45. 6 CO6 CO22 + 6 H+ 6 H22OO CC66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O22 COCO22 OO22 lixiviaçãolixiviação Nutrientes: N e P
  46. 46. AssoreamentoAssoreamento Erosão Lixiviação Esgoto nutrientesnutrientes Florações cianobactérias NN22 TurbidezTurbidez LuzLuz MOMO decompositoresdecompositoresconsumo de O2consumo de O2 HipoxiaHipoxiaX X X X RIQUEZARIQUEZA
  47. 47. ResumoResumo calor calor calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores calor NUTRIENTESNUTRIENTES Reservatórios Atmosfera Lagos, rios, oceanos Rochas Solo Reservatórios Atmosfera Lagos, rios, oceanos Rochas Solo EnergiaEnergia Unidirecional MatériaMatéria Cíclico

×