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CEFET-RJ Coordenação de Biologia Ecologia IV Professor MSc Maicon Azevedo Centro Federal de Educação Tecnológica - RJ.  Av.Maracanã 229 - Maracanã - 20271-110 Rio de Janeiro - RJ - Brasil  021 2566-3147  [email_address]
Ciclos Biogeoquímicos É a permuta cíclica de elementos químicos que ocorre entre os seres vivos e o ambiente. O nome Bio (seres vivos) Geo (solo)  Químico  (elementos químicos) é, na verdade, uma referência ao “caminho” percorrido pelos elementos ao longo de um ecossistema. Todos os elementos químicos apresentam um  movimento dinâmico  nos ecossistemas, transitando constantemente entre o meio físico e os  seres vivos .
Elementos essenciais aos seres vivos
 
 
Os principais ciclos são: Ciclo da Água. Ciclo do Oxigênio . Ciclo do Fósforo . Ciclo do Carbono . Ciclo do Nitrogênio .
Ciclo da Água O ciclo da água é o mais evidente no sistema Terra. A maior parte da superfície do planeta está coberta por água e esta substância é o maior constituinte das células. O ciclo da água é movimentado pela energia do Sol, pois é o seu calor que faz evaporar a água, principalmente da superfície dos oceanos, rios, lagos e também da transpiração dos seres vivos. O ciclo das águas pode ser considerado sob dois aspectos:  o pequeno ciclo  e o  grande ciclo . Distribuição na Terra Na Terra há cerca de 1 360 000 000 km³ de água que se distribuem da seguinte forma: 1 320 000 000 km³ (97%) são água do mar.  40 000 000 km³ (3%) são água doce.  25 000 000 km³ (1,8%) como gelo.  13 000 000 km³ (0,96%) como água subterrânea.  250 000 km³ (0,02%) em lagos e rios.  13 000 km³ (0,001%) como vapor de água.
Pequeno ciclo Neste caso, a água dos rios, mares, oceanos e também aquela embebida no solo, sofre evaporação pela ação do calor do ambiente. Vejamos:
Grande ciclo Neste caso, a água é absorvida pela seres vivos, participando do metabolismo e posteriormente, sendo devolvida ao ambiente.
Poluição das Águas Pode ocorrer por Despejo de efluentes urbanos Despejo de efluentes agrícolas ou industriais Trazendo excesso de nutrientes  (normalmente  fósforo, potássio e nitrogênio). e gerando o fenômeno conhecido como  Eutrofização
 
Ciclo do Oxigênio Entende-se por  Ciclo do oxigênio  o movimento do  oxigênio  entre os seus três reservatórios principais: a atmosfera (os gases que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra).  oxigênio molecular (O2) compõe cerca de 21% da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz as necessidades de todos os organismos terrestres que o respiram no seu metabolismo. O principal fator na produção de oxigênio é a fotossíntese, que regula a relação  gás carbônico /gás oxigênio na atmosfera.
Ciclo do Fósforo O  fósforo  (grego  φωσφόρος  [phosphorus], portador de luz). Se encontra na natureza combinado, formando fosfatos inorgânicos, inclusive nos seres vivos.  O fósforo é o único macronutriente que não existe na atmosfera, se não unicamente em forma sólida nas rochas. Ao mineralizar-se, é captado pelas raízes das plantas e se incorpora a cadeia trófica dos consumidores, devolvendo ao solo, nos excrementos ou através da morte.  Os compostos de fósforo intervêm em funções vitais para os seres vivos, sendo considerado um elemento químico essencial. O fósforo tem relevante papel na formação molecular do  ADN  e do  ARN , bem como do ATP,  adenosina tri-fosfato . As células utilizam-no para armazenar e transportar a energia na forma de  fosfato de adenosina . Além disso, funciona como íons tampões, impedindo a acidificação ou alcalinização do protoplasma.
Ciclo do Carbono No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo “lento” ou geológico, e o ciclo “rápido” ou biológico. O  ciclo biológico  do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos. Na ausência da influência  antropogénica  (causada pelo homem), no ciclo biológico existem três reservatórios ou “ stocks ”: terrestre , atmosfera, oceanos. Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e da respiração. Influências humanas O armazenamento de carbono em depósitos  fósseis  supõe, na prática, uma diminuição dos níveis atmosféricos de dióxido de carbono. Estes depósitos estão estimados entre 4.000 e 10.000 Gt, e não figuram no ciclo rápido do carbono. No entanto as atividades antropogênicas (humanas), principalmente a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento têm vindo a incorporar fluxos de carbono novos no ciclo biológico provenientes destes depósitos, com significativa influência no ciclo global do carbono. O aumento do carbono atmosférico está diretamente relacionado com o  aquecimento global .
 
Efeito estufa. É o processo que ocorre quando uma parte da radiação solar refletida pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera. Como conseqüência disso, o calor fica retido, não sendo liberado ao espaço.  O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir.  Dióxido de carbono (CO2), o Metano (CH4), o Óxido nitroso (N2O), Perfluorcarbonetos (PFC's ) e também o  Vapor d’água .
Ciclo do Nitrogênio O processo pelo qual o  nitrogênio  ou  azoto  circula através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos é conhecido como  ciclo do nitrogênio  ou  ciclo do azoto . O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78% desta é composta por nitrogênio) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos.  Apesar de extremamente abundante na atmosfera o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob duas formas sólidas:  íon de amônio  (NH4+) e  íon de nitrato  (NO3-), cuja existência não é tão abundante. Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação.

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  • 1. CEFET-RJ Coordenação de Biologia Ecologia IV Professor MSc Maicon Azevedo Centro Federal de Educação Tecnológica - RJ. Av.Maracanã 229 - Maracanã - 20271-110 Rio de Janeiro - RJ - Brasil 021 2566-3147 [email_address]
  • 2. Ciclos Biogeoquímicos É a permuta cíclica de elementos químicos que ocorre entre os seres vivos e o ambiente. O nome Bio (seres vivos) Geo (solo) Químico (elementos químicos) é, na verdade, uma referência ao “caminho” percorrido pelos elementos ao longo de um ecossistema. Todos os elementos químicos apresentam um movimento dinâmico nos ecossistemas, transitando constantemente entre o meio físico e os seres vivos .
  • 4.  
  • 5.  
  • 6. Os principais ciclos são: Ciclo da Água. Ciclo do Oxigênio . Ciclo do Fósforo . Ciclo do Carbono . Ciclo do Nitrogênio .
  • 7. Ciclo da Água O ciclo da água é o mais evidente no sistema Terra. A maior parte da superfície do planeta está coberta por água e esta substância é o maior constituinte das células. O ciclo da água é movimentado pela energia do Sol, pois é o seu calor que faz evaporar a água, principalmente da superfície dos oceanos, rios, lagos e também da transpiração dos seres vivos. O ciclo das águas pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo e o grande ciclo . Distribuição na Terra Na Terra há cerca de 1 360 000 000 km³ de água que se distribuem da seguinte forma: 1 320 000 000 km³ (97%) são água do mar. 40 000 000 km³ (3%) são água doce. 25 000 000 km³ (1,8%) como gelo. 13 000 000 km³ (0,96%) como água subterrânea. 250 000 km³ (0,02%) em lagos e rios. 13 000 km³ (0,001%) como vapor de água.
  • 8. Pequeno ciclo Neste caso, a água dos rios, mares, oceanos e também aquela embebida no solo, sofre evaporação pela ação do calor do ambiente. Vejamos:
  • 9. Grande ciclo Neste caso, a água é absorvida pela seres vivos, participando do metabolismo e posteriormente, sendo devolvida ao ambiente.
  • 10. Poluição das Águas Pode ocorrer por Despejo de efluentes urbanos Despejo de efluentes agrícolas ou industriais Trazendo excesso de nutrientes (normalmente fósforo, potássio e nitrogênio). e gerando o fenômeno conhecido como Eutrofização
  • 11.  
  • 12. Ciclo do Oxigênio Entende-se por Ciclo do oxigênio o movimento do oxigênio entre os seus três reservatórios principais: a atmosfera (os gases que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra). oxigênio molecular (O2) compõe cerca de 21% da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz as necessidades de todos os organismos terrestres que o respiram no seu metabolismo. O principal fator na produção de oxigênio é a fotossíntese, que regula a relação gás carbônico /gás oxigênio na atmosfera.
  • 13. Ciclo do Fósforo O fósforo (grego φωσφόρος [phosphorus], portador de luz). Se encontra na natureza combinado, formando fosfatos inorgânicos, inclusive nos seres vivos. O fósforo é o único macronutriente que não existe na atmosfera, se não unicamente em forma sólida nas rochas. Ao mineralizar-se, é captado pelas raízes das plantas e se incorpora a cadeia trófica dos consumidores, devolvendo ao solo, nos excrementos ou através da morte. Os compostos de fósforo intervêm em funções vitais para os seres vivos, sendo considerado um elemento químico essencial. O fósforo tem relevante papel na formação molecular do ADN e do ARN , bem como do ATP, adenosina tri-fosfato . As células utilizam-no para armazenar e transportar a energia na forma de fosfato de adenosina . Além disso, funciona como íons tampões, impedindo a acidificação ou alcalinização do protoplasma.
  • 14. Ciclo do Carbono No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo “lento” ou geológico, e o ciclo “rápido” ou biológico. O ciclo biológico do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos. Na ausência da influência antropogénica (causada pelo homem), no ciclo biológico existem três reservatórios ou “ stocks ”: terrestre , atmosfera, oceanos. Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e da respiração. Influências humanas O armazenamento de carbono em depósitos fósseis supõe, na prática, uma diminuição dos níveis atmosféricos de dióxido de carbono. Estes depósitos estão estimados entre 4.000 e 10.000 Gt, e não figuram no ciclo rápido do carbono. No entanto as atividades antropogênicas (humanas), principalmente a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento têm vindo a incorporar fluxos de carbono novos no ciclo biológico provenientes destes depósitos, com significativa influência no ciclo global do carbono. O aumento do carbono atmosférico está diretamente relacionado com o aquecimento global .
  • 15.  
  • 16. Efeito estufa. É o processo que ocorre quando uma parte da radiação solar refletida pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera. Como conseqüência disso, o calor fica retido, não sendo liberado ao espaço. O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir. Dióxido de carbono (CO2), o Metano (CH4), o Óxido nitroso (N2O), Perfluorcarbonetos (PFC's ) e também o Vapor d’água .
  • 17. Ciclo do Nitrogênio O processo pelo qual o nitrogênio ou azoto circula através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos é conhecido como ciclo do nitrogênio ou ciclo do azoto . O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78% desta é composta por nitrogênio) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos. Apesar de extremamente abundante na atmosfera o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob duas formas sólidas: íon de amônio (NH4+) e íon de nitrato (NO3-), cuja existência não é tão abundante. Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação.