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210. Marisma de água salgada (SALTMRSH)

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A simulação de uma área alagada por águas salgadas (marisma, em inglês: saltmarsh) em uma latitude temperada considera as influências anuais rítmicas do sol, do fluxo do rio, e das mudança sazonais na magnitude das marés.

O fluxo do rio traz nutrientes e matéria orgânica.As marés influenciam na troca de recursos.

A produção orgânica das plantas da marisma é uma função do nível de nutrientes e do sol; os nutrientes de plantas e consumidores são reciclados.

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Sun

Q1 nutrient

K1*R*Q1

Q2live

Q3 dead organic

matter

K8*Q3

K2*Q2

K7*Q2

X

I

R

K0*Q*Q1

Plants

K5*R*Q1

River nutrients

J

X

Tide E

K4*Q1*E

K9*Q3 K6*Q3*EK3*Q2

microbes

R= I/(1+K0*Q1)D1= J-K5*R*Q1+K3*Q2+K9*Q3-K4*Q1*ED2= K1*R*Q1-K7*Q2-K2*Q2D3= K7*Q2-K8*Q3-K6*Q3*E

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Os gráficos mostram as variações das varáveis que ocorrem em vários anos.

O gráfico mostra uma variação senoidal da luz solar com a estações tendo a maior alta no verão; fluxo do rio é mais intenso no final de inverno de cada ano.

A maré tem os maiores níveis na primavera e no outono de cada ano.

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10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300

I E J

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A simulação mostram um pulso sazonal de estoque de plantas (Q2).

O pulso de liberação de nutrientes (Q1) está fora de fase com o estoque vivo de plantas (Q2).

Cada ano parte da matéria de plantas mortas é adicionada ao substrato que cresce de forma lenta no decorrer dos anos (Q3).

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50

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100

0 50 100 150 200 250 300

Q1

Q2

Q3

6http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/saltmrsh/saltmarsh Mi.xls

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Q1

Q2

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I E J

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Sun

Q1 nutrient

K1*R*Q1

Q2live

Q3 dead organic

matter

K8*Q3

K2*Q2

K7*Q2

X

I

R

K0*Q*Q1

Plants

K5*R*Q1

River nutrients

J

X

Tide E

K4*Q1*E

K9*Q3 K6*Q3*EK3*Q2

microbes

Este modelo possui três entradas e duas saídas.

A produção orgânica nas marismas gera um pulso de comida para os organismos aquáticos num estuário.

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Sun

Q1 nutrient

K1*R*Q1

Q2live

Q3 dead organic

matter

K8*Q3

K2*Q2

K7*Q2

X

I

R

K0*Q*Q1

Plants

K5*R*Q1

River nutrients

J

X

Tide E

K4*Q1*E

K9*Q3 K6*Q3*EK3*Q2

microbes

Alguns fatores importantes não estão incluídos neste modelo, entre eles: o efeito da temperatura maior no verão no aumento de consumo, a entrada migratória de larvas e a migração externa de peixes no estado pós-larval e camarões.

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Exemplos de Pântanos e Entradas Rítmicas

Muitos sistemas possuem entradas que oscilam ritmicamente como o sol, clima e marés. Os depósitos internos absorvem e amortecem a variação de entrada.

Um ecossistema com esta habilidade é chamado "filtro". Os brejos, várzeas, pântanos e mangues possuem entradas de água de chuva regulares e pulsos de inundações que fornecem nutrientes.

Tendem a prevalecer aqueles organismos que são capazes de crescer no tempo certo para se desenvolver a partir de entradas que pulsam.

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Dizem que ambientes com entradas rítmicas possuem nichos de freqüência.

O princípio pode ser aplicado a ecossistemas de terra ou água.

Espécies adaptadas aos pulsos possuem as respostas corretas para as freqüências que prevalecem nas entradas.

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Sun

Q1 nutrient

K1*R*Q1

Q2live

Q3 dead organic

matter

K8*Q3

K2*Q2

K7*Q2

X

I

R

K0*Q*Q1

Plants

K5*R*Q1

River nutrients

J

X

Tide E

K4*Q1*E

K9*Q3 K6*Q3*EK3*Q2

microbes

Os sistemas econômicos também podem responder às variações de entradas externas.

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Experimentos "E se"

1. Qual é o efeito de um pequeno depósito inicial de matéria orgânica nas oscilações em um sistema devido às entradas externas? Comece com Q3 = 10.

2. Qual é o efeito do aumento do alcance da maré? Multiplique a equação de E por 2.

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3. O sistema é mais sensível para qual variação? Para uma mudança no sol ou para uma mudança nos nutrientes carregados pelo rio? Multiplique a equação do sol por 2. Compare com o resultado de fazer isto a equação da entrada de nutrientes J.

14http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/saltmrsh/saltmrsh-210.html

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COMPUTER MINIMODELS AND SIMULATION EXERCISES FOR SCIENCE AND SOCIAL STUDIES

Howard T. Odum* and Elisabeth C. Odum+* Dept. of Environmental Engineering Sciences, UF

+ Santa Fe Community College, Gainesville

Center for Environmental Policy, 424 Black HallUniversity of Florida, Gainesville, FL, 32611

Copyright 1994

Autorização concedida gentilmente pelos autores para publicação na Internet

Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada - LEIA - Unicamp

Enrique OrtegaMileine Furlanetti de Lima Zanghetin

Liana Barbudo Carrasco Campinas, SP, 20 de julho de 2007