Ecologia Aplicada

Juliana Calábria de AraujoJuli.calabria@ig.com.br

Conteúdo programático• -      Histórico do Pensamento ecológico (02)• - Conceitos básicos em Ecologia (e texto sobre poluição e desaparecimento

das abelhas) 02;• -         Definição e exemplos de ecossistemas (terrestre e aquático) (02)• -         Cadeias Alimentares e Fluxo de energia (leitura de texto); (04)• -         Dinâmica de populações (02)• - Dinâmica de comunidades (interações ecológicas) (02 e 01 exercícios)• -         Desenvolvimento e evolução nos ecossistemas (02)• - Funcionamento e serviços nos ecossistemas (02)• -         Biomas terrestres (seminários Turma Eco Aplicada para 29/11/07) 04)• Biodiversidade e conservação (Parques Nacionais) 04 aulas)• Prova (12/12/07) ou 19/12/07- - Crise Ambiental e poluição (do ar) (vídeo:“ Uma verdade inconveniente” e

ciclo do C) 04 aulas (visto em 25/10/07)- Poluição ar – queimadas (textos e discussão sobre queimadas em Roraima 02 aulas)- - Ciclos biogeoquímicos (H2O, N, P e S) (04 aulas) e poluição água

(eutrofização), seminários• -        Poluição do solo (lixão e aterro sanitário) (02)• Tratamento de Esgoto (02) e Tratamento de água (02)• Total de aulas: 54 (51), 1 prova, 4 trabalhos

Aula 1

Conceitos em ecologiaPensamento ecológico

Serra da Canastra

Histórico e Conceitos de Ecologia• Ecologia (Oekologie): “ a ciência das relações entre os

organismos e seu ambiente” (Haeckel, E. , 1866);• No século 19: Disciplina descritiva (Naturalismo): “ plantas e

animais (os mais remotos na escala da natureza), estão ligados por uma rede de relações complexas” (Darwin, 1859) e eles interagem de diferentes maneiras e são afetados pela seleção natural (Darwin, 1964).

• No século 20: estudos mais quantitativos, experimentais e analíticos (Eugene Odum). No início a ecologia dividia-se em ecologia vegetal e animal, mas alguns conceitos como: Comunidade biótica (F.E. Clements), Cadeia Alimentar e ciclagem de matéria (Lindeman e Hutchinson) contribuiram para a Ecologia Geral.

Pensamento ecológico (José Lutzenberger)

• Características Fundamentais "Só uma visão sistêmica, unitária e sinfônica poderá nos aproximar de uma compreensão do que é nosso maravilhoso planeta vivo."(p.93, texto original de 1986)

• Ambiente Natural "A visão cartesiana que ainda domina grande parte do pensamento científico atual coloca-nos como observadores externos da Natureza. Daí o conceito de 'ambiente natural'. O ambiente é visto como algo externo a nós, no qual estamos total e umbilicalmente imersos, é verdade, mas que não faz parte de nosso ser - uma dicotomia bem clara." (p.87, texto original  de 1986)

Pensamento ecológico (José Lutzenberger)

• Reverência pela Vida "Só o cego intelectual, o imediatista, não se maravilha diante desta multi esplendorosa sinfonia, não se dá conta de que toda agressão a ela é uma agressão a nós mesmos, pois dela somos apenas parte. A contemplação o inimaginavelmente longo espaço de tempo que foi necessário para a elaboração da partitura e o que resta de tempo pela frente para um desdobramento ainda maior do espetáculo até que se apague o Sol só pode levar ao êxtase e à humildade. Assim, o grande Albert Schweitzer enunciou como princípio básico de Ética 'o princípio fundamental  da reverência pela Vida em todas as suas formas e manifestações'! Se há um pecado grave, esse é frear a Vida em seu desdobramento, eliminar espécies irremediavelmente, arrasar paisagens, matar oceanos." (p.85, texto original da década de 1970)

Pensamento ecológico (José Lutzenberger)

• Tecnologias duras e brandas "Ao contrário do que acontece com as tecnologias duras, que hoje arrasam o planeta porque, ao resolverem um problema, sempre causam uma constelação de outros, as tecnologias brandas sempre resolvem vários problemas ao mesmo tempo. Um exemplo apenas: hoje um pequeno matadouro é violento poluidor orgânico do curso d'água mais próximo. Se usasse os detritos em bioconversão adequada, teria gás para um motor estacionário ou para caldeiras (diminuição de demanda de eletricidade), produziria adubo para todo um esquema da hortas ou pomares orgânicos ao seu redor (produção de alimentos de alto teor biológico) e não mais largaria material orgânico no rio (não controle da poluição, sempre ineficaz, mas eliminação pura e simples da poluição). As tecnologias brandas, que podemos chamar de tecnologias apropriadas, podem e devem entrosar-se em sistemas integrados." (p.61, texto original da década de 1970)

Pensamento Ecológico

• Teoria de Gaia, desenvolvida por James Lovelock e Lynn Margulis na década de 70, que afirma, entre outras coisas, que o Universo é todo feito de interconexões, que todos os fenômenos estão ligados e pertencemos a uma grande rede de conexões que forma a Terra, a Grande Mãe.

• A Terra é um ser orgânico, um organismo vivo, onde tudo depende de tudo, tudo está em constante ligação e troca. O moderno pensamento ecológico afirma a interdependência fundamental de todos os fenômenos. Quando você destrói uma forma de vida, está acabando com as conexões entre esta forma e outras formas, está empobrecendo o Universo. A Ecologia Profunda reconhece o valor intrínseco de todos os seres vivos e concebe os seres humanos não como os senhores do Universo, mas apenas como um fio muito particular na Grande Teia da Vida.

Pensamento ecológico cont......• A rede - a teia tecida pelas aranhas, para dar um exemplo da natureza,

ou a rede de pescar que os seres humanos inventaram - é, pois, a metáfora central da ecologia. A organização em redes seria assim a estrutura básica de cada sistema do Universo. Desde uma simples célula até as complexas estruturas sociais, todas as redes obedecem à mesma lógica. Na grande rede universal não há uma hierarquia, pois nada é superior a nada. Na natureza não há “acima” ou “abaixo”, na “frente” ou “atrás”.

• Há somente redes aninhadas dentro de outras redes menores. Tudo está ao mesmo tempo e se liga, ao mesmo tempo, com tudo. Isto é chamado também de Pensamento Ecológico, ou Pensamento Holístico.

• Não há mais uma dicotomia entre “substância” e “forma”, entre “forma” e “fundo”. Tudo é integrado, tudo é ao mesmo tempo.Tudo se relaciona com tudo. Tudo está organizado em sistemas cujas propriedades surgem das relações entre as partes. E o todo é mais do que a mera soma das partes, por causa das relações organizadoras que existem entre todas as coisas.

Níveis de organização, hierarquia e sistemas

Comunidades

Matéria Energia

Genes

Sistemas genéticos

Sistemas celulares

Sistemas orgânicos

Sistemas organísmicos

Ecossistemas Sistemas populacionais

Células Órgãos Organismos PopulaçõesC. Bióticos

C. Abióticos

BiossistemasSistema: componentes intermediários que interagem regularmente e formam um todo unificado.

Quando os componentes combinam-se para produzir sistemas funcionaismaiores, emergem novas propriedades que não estavam presentes no nível inferior:Propriedades Emergentes Ex: algas e celenterados formam os corais, com alta produtividade em águas com baixa concentração de nutrientes.

Termos em Ecologia 1 (segundo Odum, E)

• Ecossistema é a unidade funcional básica da ecologia. Inclui tanto os organismos (elementos bióticos) quanto os fatores abióticos (matéria inorgânica); cada um destes fatores influencia as propriedades do outro e cada um é necessário para a manutenção da vida na Terra. (a partir de 1950, ecologia de sistemas).

• Biótipo: são os elementos necessários para as atividades dos seres vivos;

• Biocenose: conjunto de seres vivos.• Ecossistema= biótipo+ biocenose (se inter-relacionam de

maneira estreita, fluxo de matéria e energia).• Bioma:um grande biossistema regional ou subcontinental

caracterizado por um tipo principal de vegetação

Termos em Ecologia 2 (segundo Odum, E)

• População: grupo de indivíduos de um tipo qualquer de organismo.

• Comunidade: todas as populações de uma dada área

• Habitat: é o local ocupado por determinada espécie (“ endereço de um indivíduo” )

• Nicho Ecológico: é a função da espécie dentro do ecossistema e suas relações com as demais espécies e com o ambiente (“ profissão” , posição trófica). Em um ecossistema equilibrado cada espécie possui um nicho diferente do de outra espécie. Equivalentes ecológicos (nichos semelhantes em regiões distintas)

Ecologia

Esquema de um Ecossistema enfocando o ambiente externo (Odum, 1983)

SistemaSol

Outras formas de energia

Ambiente de Entrada Ambiente de Saída

Energia e materiaisProcessados;Emigração de organismos

Materiais e organismos

AE+S+AS=Ecossistema

O tamanho do ambiente de entrada e saída varia de acordo com: o tamanho do sis-tema, a intensidade metabólica, o equilíbrio autotrófico-heterotrófico, o estádio de desenvolvimento.

Componentes de um ecossistema

• (1) substâncias inorgânicas (C,N,CO2,H2O e outras) envolvidas nos ciclos de materiais;

• (2) compostos orgânicos (proteínas,carboidratos, lipídios, substâncias húmicas, etc);

• (3) o ambiente atmosférico, hidrológico e do substrato (incluindo o regime climático);

• (4) produtores (organismos autotróficos);• (5) macroconsumidores (organismos

heterotróficos), animais;• (6) microconsumidores (saprótrofos),

decompositores, bactérias e fungos

Comparação entre ecossistema terrestre e aquático

Fotossíntese- M. autotrófico

• 6 CO2 + 6 H2O (C6H12O6) + 6 O2

Fotossíntese das plantas – produtores

CO2 + 2 H2S (CH2O) + H2O + 2S Fotossíntese anoxigênica das sulfobactérias verdes

e roxas, ou das bactérias não-sulfúreas roxas e pardas (tem papel pouco importante na produção de matéria orgânica, exceto em águas poluídas onde são importantes na ciclagem dos nutrientes).

Respiração –M. heterotróficoC6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

+ energia (G0’-2870 KJ/mol)• Metabolismo Aeróbio

C6H12O6 + aceptor 3CH4 + 3CO2

+ energia (G0’-390 KJ/mol) Metabolismo Anaeróbio

Decomposição e decompositores• A decomposição resulta de processos abióticos e

bióticos. Os incêndios, p.ex., são fatores de controle , mas também são “ decompositores” de detritos, liberando grandes quantidades de CO2 e outros gases para a atm e minerais para o solo.

• Bactérias e fungos agem sobre restos mortais de plantas e animais, para obter seu próprio alimento e dessa forma fazem a decomposição e a liberação de nutrientes.

• Portanto, a decomposição ocorre através de transformações de energia dentro de e entre os organismos, sendo uma função absolutamente vital.

Microrganismos presentes no esgotoMicrorganismos presentes no esgoto

Barra 4 mBarra 2 m

Papel dos Detritívoros• Detritívoros não digerem os substratos de

lignocelulose, obtém sua energia principalmente da microflora contida no material;

• Aceleram a decomposição da serrapilheira pois quebram os detritos em pequenos pedaços, aumentando a área disponível para ação microbiana (não confundir detritívoros, com animais que comem carniça como as hienas e os urubus);

• Acrescentam proteínas ou substâncias de crescimento que estimulam o crescimento microbiano;

• Estimulam o crescimento e a atividade metabólica destas populações microbianas ao comer algumas das bactérias e fungos.

Degradação da matéria orgânicacontrola várias funções importantes no

ecossistema• (1) recicla os nutrientes através da mineralização da

matéria orgânica morta;• (2) quela e complexa os nutrientes minerais;• (3)recupera nutrientes e energia por ação microbiana;• (4)produz alimento para uma sequência de organismos na

cadeia alimentar de detritos;• (5)produz metabólitos secundários que podem ser

inibidores ou estimuladores e que são, muitas vezes, reguladores;

• (6) modifica os materiais inertes da superfície terrestre, produzindo o solo;

• (7) mantém uma atmosfera aeróbia