Fluxo de Energia nos ecossistemas

Primeiros Naturalistas

Alexander von Humboldt

Carolus Linnaeus

Charles Darwin

Conceito de teias alimentares (1920) Interdependência entre organismos;Relações sistemáticas entre organismos;

Incício do Século XX

Interdependência entre organismos e destes com o meio físico (conceito de ecossistema) - 1930

Charles Elton

Sir Arthur G. Tansley

Conceito termodinâmico de ecossistema:

Populações e comunidades como sistemas transformadores de energia;

Descrição de sistemas por equações que representam um conjunto de troca de matéria e energia;

Obediência a princípíos termodinâmicos;

Conservação;

Entropia;

Alfred J. Lotka

(1942) – Compreensão de sistemas ecológicos com base em princípios termodinâmicos:

Cadeia alimentar: seqüências de relações tróficas pelas quais a energia passava nos ecossistemas

Níveis tróficos: elos da cadeia alimentar

Pirâmide de energia: redução da energia nos níveis subseqüentesRaymond

Lindeman

Eugene P. Odum (1953) - diagramas de fluxo de energia:

Aplicações do modelo;

Considerações;

Eugene P. Odum

Fluxo de Energia

Tipos de Energia

Leis da Termodinâmica

Conceito de Energia

Particulada

Eletromagnética (ondas)Potencia

lQuímica

Modificações quantitativas e qualitativas na radiação solar;

Diferenças entre ambientes terrestres e aquáticos;

Geração de ventos e regimes de marés;

Absorção por organismos fotossintéticos:

Potencial de assimilação;

Ambiente Energético na Biosfera

Produção Primária

Transformação de energia luminosa em energia química

Potencial

Produtividade Primária (taxa quantificada):

Bruta (E-NU);

Líquida (A-R);

C oxidado C reduzido (maior valor energético)

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

De comunidade;

Pequena fração da radiação solar absorvida por pigmentos fotossíntéticos

Diferenças na concentração de clorofila;

Diferenças na eficiência fotossintéticas entre indivíduos e em um mesmo indivíduo;

Perdas; Reflexão (superfície foliar);

Respiração (calor);

Dependência de outros fatores na produção de compostos químicos;

Eficiência Fotossintética

Conversão de glicose em lipídios, amidos e celulose

Transporte e armazenamento

Combinados com nitrogênio, fósforo, enxofre e magnésio, os carboidratos simples derivados da glicose produzem um conjunto de proteínas, ácidos nucléicos e pigmentos.

Transformações Químicas

Luz e Temperatura: sensibilidade da produção primária

Plantas de sol e sombra;

Disponibilidade de água:Dependência de umidade do solo;

Seca fisiológica;Nutrientes:

Estímulos à base de fertilizantes (subsídios

Fatores Abióticos que Interferem na Fotossíntese

Apenas 5% a 20% passam de um nível trófico para o próximo

Energia utilizada no metabolismo de um nível trófico fica indisponível para o nível seguinte (perdas na respiração);

Herbívoros e carnívoros gastam mais energia que produtores;

Eficiência ecológica: percentual de energia transferida de um nível trófico para o outro

Transferência de Energia entre Níveis

Depende de combinações favoráveis de temperatura, umidade, luminosidade e nutrientes;

Variações na Produção Primária

Como é medida;

Alguns compostos de baixa qualidade:

Animal: pêlos, exoesqueleto, penas, ossos e cartilagens;

Vegetal: lignina, celulose e alguns compostos secundários;

Eficiência de assimilação depende da disgestibilidade do alimento;

Qualidade de Energia

Velocidade depende do tamanho e a complexidade das cadeias tróficas;

Conseqüências do aumento de tamanho e complexidade das cadeias:

Capacidade de suporte

Diferenças entre tamanho máximo e ótimo;

Quanto maior o tempo, maior a acumulação de energia;

A Energia Atravessa o Ecossistema em Velocidades Diferentes

Capacidade de suporte

Capacidade de suporte (K máx.)

Curvas de capacidade

Conseqüências do Aumento do Tamanho e Complexidade das Cadeias Tróficas

Reflete um equilíbrio entre créditos e débitos;

O ecossistema ganha energia através da assimilação fotossintética e do transporte de matéria orgânica

Entradas alóctones;

Entradas autóctones;

Balanço Energético

Caracterizam graficamente os níveis tróficos

Tipos:

Pirâmides Energéticas

Biomassa

Números

Energia

Principais desafios:

Equilíbrio entre produção e gasto;

Redução de consumo;

Desenvolvimento de novas tecnologias:

Aumento da eficiência energética;

Produção Energética para as Sociedades Humanas