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23/08/2012
Caminhos da energia e da matéria nos Ecossistemas
O que é um ecossistema? "A biocenose e seu biótopo constituem dois elementos inseparáveis que reagem um sobre o outro para produzir um sistema mais ou menos estável que recebe o nome de ecossistema” (Tansley, 1935)
Prof. Ronaldo Figueiró
Fluxo de energia em ecossistemas
Processos ecossistêmicos
Todos os organismos demandam energia!
Fluxo de energia Absorção e utilização da energia
Crescimento, locomoção, reprodução... Desta forma, para todo organismo deve ter: Uma fonte de energia Uma perda de energia
Ciclagem de matéria
Reciclagem de nutrientes
Componentes abióticos:
Componentes abióticos:
Foto: Ronaldo Figueiró
Energia Solar: proporciona praticamente toda a energia para os ecossistemas.
Substâncias inorgânicas: nutrientes, substrato
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Componentes bióticos
Componentes abióticos:
Autotróficos
Compostos orgânicos: proteínas, carbohidratos, lipídeos ->
Elo entre os componentes biótico e abiótico do sistema
Produção primária
Componentes bióticos
Heterotróficos
Produção Primária:
Organismos heterotróficos
Organismos heterotróficos
Bruta X Líquida
Decompositores
Consumidores
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Nível Trófico
Teia trófica
Segunda lei da termodinâmica
A pirâmide energética
Em todas as trocas e conversões de energia - se nenhuma energia sai ou entra no sistema em estudo - o potencial energético do estado final será sempre menor que o potencial de energia do estado inicial
Máxima energia nos produtores Mínima energia no predador de topo
Estrutura trófica
O que é Biomassa?
A energia em um ecossistema muitas vezes é contabilizada em termos de biomassa…mas o que é biomassa?
Massa de todos os organismos vivos (menos conteúdo de H2O). Há mais biomassa no nível trófico dos produtores primários, e menos no nível dos consumidores terciários.
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O que é um nutriente?
Ciclos da matéria Todo o carbono na terra foi formado em uma estrela jovem
São utilizados no crescimento e manutenção de organismos.
Somente uma reação termonuclear ou radiação de alta energia pode produzir novos átomos Essencialmente todos os átomos na terra vão continar os mesmos por toda a existência do planeta Entretanto, esses elementos podem ser reciclados, se combinando de formas diferentes com outros átomos.
Toda a matéria orgânica pode ser “quebrada” em materiais simples:
Nitrogênio Carbono Hidrogênio Oxigênio
Para que servem os nutrientes?
Da comunidade à biosfera
A ciclagem de nutrientes ocorre em uma escala local através da ação da comunidade biológica.
Nossas células são compostas por nutrientes.
Energia X Nutrientes
Em relação a energia, a biosfera é um sistema aberto Em relação aos nutrientes, a biosfera é um sistema fechado
E
numa escala global através dos processos geológicos, tais como a circulação atmosférica, erosão e intemperismo.
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Sobre compostos:
Inorganicos– não incluem carbono (C) e hidrogênio (H) CO2, NO2, H2S, PO4 Orgânicos– contém C e H açúcares, proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos (DNA & RNA)
O solo como principal fonte de nutrientes para os vegetais
CO2 e O2 entram pelas folhas Resto dos nutrientes pelas raízes
O que é um ciclo biogeoquímico?
É o percurso realizado no ecossistema por um elemento químico essencial à vida. Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo).
Tipos de mudanças Transformações entre as formas orgânica e inorgânica dos elementos
1.
Assimilação – incorporação de compostos inorgânicos em moléculas orgânicas
Ciclo do Nitrogênio
Fotossíntese: CO2 -> Açúcar
Desassimilação – transformação de formas orgânicas em formas inorgânicas
respiração: açúcar -> CO2
Fixação do nitrogênio Relâmpagos e convertem o Nitrogênio atmosférico em monóxido de nitrogênio (NO3), o qual precipitará para o solo junto à chuva
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Fixação do Nitrogênio Bactérias fixadoras no solo convertem o N2 em amônia (NH3)
Conversão Consumidores convertem proteínas vegetais em proteínas animais
Denitrificação Compostos de nitrogênio são quebrados e retornam ao ar em sua forma gasosa.
Assimilação Plantas transformam o Nitrogênio em hidrocarbonetos para a síntese de aminoácidos
Decomposição Decompoitores quebram a matéria orgânica animal e vegetal em compostos de nitrogênio.
Escoamento Escoamento de nitratos em fertilizantes entra no lençol freático e solo
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Ciclo do Carbono
Poluição Óxido nitroso da queima de combustível fóssil cai como ácido nítrico na água da chuva
O Ciclo do carbono na atmosfera
Adicionando-se os consumidores: CO2
CO2 Fotossíntese
Fotossíntese
Respiração
Respiração
Vegetais Alimentação
Animais
Combustão Vegetais Alimentação
Combustíveis fósseis
Ciclo do Fósforo
CO2
Fotossíntese
Decompositores
Respiração Combustão
Vegetais
Animais
Decompositores
Fósseis
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Excretas e decomposição animal
Consumidores
Qual é sua importância?
Deposição Atmosférica Fertilizantes
Decomposição
Fósforo orgânico •Microbiiano •Resíduo vegetal •Humus
Fixação Vegetal
Mineirais primários
Escoamento/ erosão Óxidos, carbonatos
Solução no solo Fósforo •HPO4-2 •H2PO4-1
Ciclo da água
Ciclo da água -Evaporação -Transpiração -Sublimação -Condensação -Precipitação -Escoamento -Lagos e rios -Lençóis freáticos
Ciclos de nutrientes globais
A perda de nutrientes em um ecossistema significa o ganho em outro. (Lei da conservação da matéria.)
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