CAPÍTULO 1. SISTEMAS E SÍMBOLOS

Objetivos:

1. Listar as partes de um ecossistema;

2. Conhecer os símbolos para diagramar ecossistemas

3. Descrever a função de cada símbolo;

4. Construir o diagrama de um ecossistema simples.

CONCEITO DE SISTEMA

Sistema é um conjunto constituído de partes que interagem e proporcionam assim uma função ao conjunto.

A Terra é coberta de coisas vivas e não-vivas que interagem formando sistemas chamados ecossistemas (sistemas ecológicos).

Os ecossistemas contém coisas vivas, como árvores e animais, e coisas não-vivas como nutrientes e água.

Continuando ....

Se denomina população a todos os indivíduos de uma mesma espécie de organismos.

Um ecossistema contém diversas populações, por exemplo, pode conter uma população de árvores, uma população de esquilos e uma população de gafanhotos.

A comunidade de um ecossistema é formada pelas populações de muitas espécies que interagem umas com as outras.

A superfície da terra, onde atuam os seres vivos, é chamada biosfera e contém muitos ecossistemas menores, por exemplo, bosques, campinas, lagos e estepes.

A Biosfera: o sistema terrestre

PROCESSOS DE UM ECOSSISTEMA. Alguns organismos são capazes de elaborar seu próprio alimento a partir de produtos químicos, utilizando a energia solar; este processo se denomina fotossíntese.

As plantas fazem fotossíntese e produzem matéria que pode servir de alimento, por isso, são denominadas produtores.

O alimento produzido é usado por células vivas para fazer mais células e formar a matéria orgânica, como a lã e a gordura. Os produtos orgânicos de organismos vivos são algumas vezes denominados biomassa.

Consumidores, resíduos e reciclagem. Os organismos que consomem produtos elaborados pelos produtores, são denominados consumidores.

Eles podem comer plantas (herbívoros), carne (carnívoros), ou assimilar matéria orgânica morta (decompositores, como fungos e bactérias).

Logo que o consumidor digeriu e utilizou o alimento, restam poucos produtos químicos de descarte. Estes materiais, que podem ser usados como fertilizante para plantas, são denominados nutrientes. Quando os nutrientes voltam a ser usados pelas plantas, nós dizemos que foram reciclados.

Figura1.1 Diagrama de uma floresta

A figura ilustra um sistema florestal simplificado. As setas indicam o fluxo de energia, alimento e nutrientes.

Exemplo: uma floresta

A floresta é um exemplo típico de um ecossistema.

As árvores e outras plantas produtoras utilizam a energia solar e os nutrientes químicos para elaborar matéria orgânica.

A biomassa é comida pelos consumidores que devolvem os nutrientes à raiz das plantas.

Figura 1.2. Símbolos

Os símbolos são simples e estabelecem graficamente as relações dos sistemas.

O primeiro grupo de símbolos que é necessário aprender é

dado aqui ao lado.

Figura 1.3 Novo diagrama da floresta

Diagrama do sistema florestal usando símbolos.

Sistema florestal. Continuação ...

Os elementos do sistema e os caminhos da energia são os mesmos do desenho inicial mas as figuras foram substituídas por símbolos.

O sol é representado pelo símbolo de fonte de energia; as plantas são representadas pelo símbolo de produtores e os animais pelo símbolo dos consumidores; as flechas representam o fluxo de energia de uma parte a outra.

Muitos caminhos incluem tanto materiais quanto energia. Modelo é um diagrama que mostra relações de forma simples.

Figura 1.4 Novos símbolos

Um processo de interação, por exemplo, a interação de energia e materiais na fotossíntese, é representado nos diagramas de sistemas energéticos por um símbolo de

interação.

Um estoque de energia, por exemplo, um depósito de nutrientes, é representado por um símbolo parecido com uma caixa de água.

Figura 1.5 Interação internaAs partes e caminhos internos do produtor e do consumidor são mostrados na figura.

O processo de fotossíntese mostra que ocorre no interior da planta uma interação que combina nutrientes e energia.

A produção necessita de uma certa quantidade de estoques concentrados de biomassa da planta para efetuar o trabalho de fotossíntese.

Interação, estoques internos e retroalimentação

Um consumidor também tem um processo de interação e depósito. No exemplo do veado, o processo de interação é o de comer as plantas.

O depósito é a biomassa do tecido do veado. As partes e caminhos internos a um consumidor são similares aos de um produtor.

Retroalimentação ou Feedback

A Figura 1.5 mostra linhas que fluem dos depósitos novamente aos processos de interação.

Isto indica que o depósito de biomassa é responsável da produção de mais biomassa.

A linha que retorna desde a direita do diagrama se chama retorno, ou retro-alimentação.

Energia disponívelA energia está disponível para realizar trabalho somente quando está relativamente concentrada.

Quando a energia realizar trabalho útil nos processos de interação ou de armazenamento parte da energia se degrada e dispersa.

A energia dispersada não pode ser usada novamente.

Figura 1.6 Símbolo da energia dispersada.

A dispersão de energia se mostra com o símbolo de sumidouro de calor na Figura 1.6.

Muita da energia solar usada no processo de produção é dispersa durante seu uso.

É necessário dispersar a maioria da energia solar incidente para poder produzir um pequeno depósito de energia como biomassa.

Quando um animal consumidor come uma planta, a maioria da energia do alimento é dispersa para manter o animal com vida e operar os processos de crescimento.

Figura 1.7 Sistema florestal.

Figura 1.7 Sistema florestal.

As partes da floresta expostas nas figuras anteriores podem ser integradas para mostrar um sistema florestal completo de forma simples, como se mostra na Figura 1.7.

A caixa desenhada ao redor dos símbolos marca os limites do sistema. Somente os símbolos da fonte de energia e o sumidouro de calor são desenhados fora dos limites, isto devido que a primeira é uma fonte externa ao sistema e no sumidouro de calor a energia é dispersada fora do sistema e não pode ser reutilizada.

Sistema florestal. Continuação ...

Devido que a parte da energia solar flui pela floresta sem ser utilizada, a linha do sol é desenhada com um braço que sai novamente do sistema.

Os nutrientes liberados pelos consumidores voltam novamente ao processo de produção da planta (reciclagem) .

Em resumo, os símbolos de energia mostram como estão conectadas as partes produtoras e consumidoras de um ecossistema, o uso da energia, a reciclagem de materiais e o uso do depósito para ajudar nos processos de produção.

Figura 1.8 O símbolo de transação monetária.

O símbolo de transação monetária.

Em um sistema econômico que inclui dinheiro, este é utilizado para pagar bens e serviços. A energia flui em uma direção (as linhas sólidas) o dinheiro na direção oposta (linha interrompida).

As colheitas vão da fazenda até a cidade em troca de dinheiro. Usa-se parte do pagamento para comprar insumos (fertilizantes, maquinário) produzido na cidade.

Resumo dos símbolos - 1.

Caminho Energético - fluxo de energia ou de materiais.

Fonte de Energia - energia que acompanha cada recurso usado pelo ecossistema, como o sol, o vento, as marés, as ondas nas praias, a chuva, as sementes trazidas pelo vento e pelas aves.

Depósito ou estoque - é um lugar onde a energia se armazena. Ex: recursos como biomassa florestal, solo, matéria orgânica,água subterrânea, areia, nutrientes, etc.

Resumo dos símbolos - 2.

Sumidouro de Calor - energia dispersa e que não pode ser reutilizada, como a energia solar não aproveitada durante a fotossíntese, e o calor que sai pelo metabolismo animal. Estas dispersões estão associadas a depósitos, interações, produtores, consumidores, e símbolos de interrupção.

Resumo dos símbolos - 3.

Interação - processo que combina diferentes tipos de fluxo de energia e de materiais.

Produtor - unidade que faz produtos a partir de energia e materiais primários, como árvores, colheitas ou fazendas.

Consumidor - unidade que utiliza os produtos fabricados pelos produtores, como insetos, gado, microorganismos, seres humanos e cidades.

Resumo dos símbolos - 4.

Transação - intercâmbio comercial de dinheiro para energia, materiais ou serviços prestados.

Interruptor - processo que inicia e termina, que não é constante, como um incêndio ou a polinização das flores

Caixa - símbolo para definir os limites de um sistema ou de subsistema.

Questões -1

1.Defina: consumidor, produtor, decompositor, fotossíntese, população, nutrientes, dispersão de energia, processo de interação, depósito (armazenamento), produção, fonte, biosfera.

2. Use a Figura 1.7 para explicar o ecossistema florestal.

3. Desenhe os oito símbolos utilizados neste capítulo e explique o que representa cada um.

Questões - 2

4. Trace a energia e nutrientes através do diagrama da floresta.

5.Desenhe um diagrama de você, vendendo quatro lápis a um amigo por um dólar.

6.Desenhe novamente a Figura 1.7.