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ECOLOGIA
Luís Chícharo
Aula n º 2
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Sumário aula nº 1
Definição de ecologiaReconhecimento da ecologia como ciênciaDesastres ecológicosImpacto humano na aceleração dos ciclos de matéria e energiaMitigação e recuperação de ecossistemasNoções sustentabilidade dos recursos, tragédia dos comuns e precauçãoEvolução do pensamento ecológico – tipos de ecologiaObjecto de estudo da ecologia relativamente a outras ciênciasHistória ecologia
- classificação seres vivos- evolução- selecção natural- dinâmica populações – factores crescimento e de redução- capacidade de suporte do meio- noção de super-organismo - ecossistema- dinâmica ecossistema
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Níveis de organização em Ecologia
AUTOECOLOGIA(organismos)
DEMOECOLOGIA(populações)
SINECOLOGIA(comunidades)
Complexidade
Interrelações FACTORES AMBIENTAIS
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Níveis de organização em Ecologia
AUTOECOLOGIA
DEMOECOLOGIA
SINECOLOGIA
Complexidade
Interrelações
FACTORES AMBIENTAIS
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AUTOECOLOGIA
DEMOECOLOGIA
SINECOLOGIA
Complexidade
Interrelações
Espécie A
Espécie B
FACTORES
AMBIEN
TAISNíveis de organização em Ecologia
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Classificação dos factores ecológicos
Factores bióticos e abióticos
Factores dependentes e independentes da densidade
Condições e Recursos
Ex: A salinidade não depende com a densidade dos peixes num aquárioEx: O oxigénio dissolvido depende da densidade dos peixes num aquário
Ex: A taxa de predação da população de raposas depende da densidade da população de lebres
Ex: temperatura no interior da colmeia- factor abiótico?
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Classificação dos factores ecológicos
Condições e Recursos
Factor ambiental abiótico que varia no tempo e no espaço masque pode ser alterado pela presença de organismos
Tudo o que é consumido pelos organismos" (Tilman, 1982)
Ex: a luz é consumida pelas plantas para produção de biomassaEx: a toca de um esquilo ao ser utilizada não possibilita a sua utilização para outro fim por outro animal pelo que a toca é "consumida" (recurso)
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Influência dos factores ecológicos nosorganismos e espécies
eliminam as espécies das zonas com ambientes não favoráveis
determina a distribuição espacial e temporal das espécies
►
►
► modificam as taxas de natalidade e de mortalidade
condiciona a abundância das espécies
favorecem a ocorrência de modificações adaptativas
determina o sucesso das espécies (extinção e especiação)
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Influência do factor ecológico no desempenhodas espécies
1 – factor ecológico afecta o desempenho de forma contínua,entre níveis extremos Ex. temperatura e pH.
2 – influência do factor ecológico só afecta desempenhoem valores de intensidade elevados Ex. toxinas, poluentes
3 – Influência reduzida do factor é essencial para o desempenho mas é negativa em intensidades elevadas. Ex. P.ex. NaCl (animais) e micronutrientes Zn, Mg.. (plantas)
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Métodos para análise da influência do factor ecológico no desempenho das espécies
► métodos morfométricos
Ex: relação peso/comprimento; peso das estruturas rígidas/peso total
► métodos histológicos
Ex: diâmetro e estrutura das células do tubo digestivo
► métodos bioquímicos
Ex: triglicerídeos/colesterol; DNA/mg peso seco; RNA/DNA
► métodos fisiológicos
Ex: taxas filtração, taxas excreção, “scope for growth”
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Métodos fisiológicos – “scope for growth”
MATÉRIA
ENERGIA
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Amplitude da Tolerância - valência ecológica
AMPLO
REDUZIDO
EURI…..
ESTENO…..
EURITÉRMICOEURIHALINO
ESTENOTÉRMICOESTENOHALINO
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Cada ser vivo apresenta, face aos diversos factores ecológicos, limites de tolerância, entre os quais se situa o óptimo ecológico
Lei da Tolerância (Shelford, 1911)
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Factor ecológico limitante: Lei do Mínimo(Leibig, 1840)
“O crescimento (dos vegetais) é limitado pelo elemento cuja concentração é inferior ao valor mínimo (abaixo do qual não existe
crescimento)”.
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Transferência de matéria e energianossistemas ecológicos
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Transferência de matéria e energia: Leis datermodinâmica conservação da energia e exergia
2nd law of thermodynamics - a tendency toward entropy or maximum disorganization of structure and maximum dissipation of utilizable energy – mínimaexergia (Rudolf Clausius and William Thomson (Lord Kelvin), mid. XIX)
1st law of thermodynamics - the energy can neither be created nor destroyed(Julius Robert Mayer, 1842)
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Life-processes consume the exergy in the energy.
Exergia e processos biológicos
Exergy - thermodynamic concept expressing energy or biomassquality in an Ecosystem (Jørgensen & Mejer, 1979):
Exergy is dependent on the structural complexity of the biomass or its quality
Specific Exergy (SpEx) -Exergy per biomass unity
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where Ci is biomass of a certaintaxonomic or functional groupand βi is the genetic informationon it (DNA).
Exergia : medida da “qualidade” dos ecossistemas
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Inventory of Water Total amount ofwater: 1,385,990.5 x 1015 kg
Data from Chahine, 1992, The hydrological cycle and its influence on climate, Nature, v. 359, p. 373-380;
Ciclo da Água: reservatórios, fluxos, residênciaEstimated Flows of Water in
the Global Water CycleFlows given in units of 1015
kg/year
Residence times
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Ciclo da Água: intervenção humanaPer Capita Water Use in 1987
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Ciclo do Carbono
Estimated major stores ofcarbon on the Earth.
AQUECIMENTO GLOBAL
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Ciclo do Carbono: intervenção humana
Seasonalvariation
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1 Pg C = 1 x 1015 g C
“CARBON SEQUESTRATION”
3000 m
Ciclo do Carbono: intervenção humana
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Ciclo do Fósforo
Risco de eutrofização
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Ciclo do Azoto
Ncycle.exe