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Ecologia Padrão: repetição de fatos Processo: explicação para os padrões Comunidades Conjunto de espécies que se interagem e coexistem em uma área e que variam no tempo; Quantidade de espécies não homogêneas; Como as espécies coexistem? 1) Restrição de dispersão 2) Restrições ambientais (fatores abióticos são importantes para determinar uma comunidade) 3) Interações interespecíficas (também influenciam na estrutura de uma comunidade) Comunidades são dinâmicas. Exemplo: variação após um tempo na mesma região. Comunidade Aberta X Comunidade Fechada Clements (visão holística): o Comunidades são altamente estruturadas por interações independentes das espécies; o Comunidade evolui como um todo integrado; o Padrões repetidos de abundância no espaço/tempo; o SUPERORGANISMO; o Comunidade fechada. Gleason (visão individualista) o Visão mais arbitrária; o Indivíduos ocorrem em uma área independente de outros; o Forte influencia de fatores abióticos; o Características das espécies; o Comunidade aberta. Teoria mais aceita: 1) Curtis e Whittaker (1950): provaram que a ideia de Gleason era válida. Se fosse comunidade fechada iria ter uma determinada onde teria as espécies e não de forma graduada. Porém a visão “clementiana” é possível e como exemplos podem ser citados desertos (oásis) e ilhas. Limite de comunidade Ecótono: zona de transição entre comunidades. (aquático/terrestre; montanhas/desertos) Ecótonos criam limites abruptos, mas geralmente resultam do ambiente físico e não de interações intrínsecas entre espécies. Tamanho da comunidade Pode ser qualquer tamanho, é limitada pelas condições ambientais e recursos necessários para um determinado conjunto de espécies; Comunidade pode ser classificada em diferentes escalas espaciais (local, mesoescala, macroescala) Os fatores que estruturam estas comunidades podem variar com a escala. Como estudar comunidades? Limitar a comunidade. Critérios usados: 1) Taxocenoses: delimitar as espécies parecidas (comunidades de borboletas, comunidade de cobras) 2) Guilda: delimitar por critérios funcionais, que utilizam o mesmo tipo de recurso (morcego,beijaflor e borboleta – alimento: néctar) 3) Formas de vida: para plantas (semelhante a guilda)
4) Teia/cadeia trófica 5) Delimitar um ambiente Biomas Baseado na forma de vida de organismos dominantes e no ambiente físico onde vivem; São definidos principalmente com base na vegetação; Em ecossistemas terrestres; Associam a vegetação com a temperatura do bioma. Biomas Brasileiros Floresta Amazônica: plana, árvores altas e floresta densa. Floresta Atlântica: alta variação de latitude, região serrana. Caatinga: ambiente mais seco. Cerrado: árvores baixas e retorcidas, pega fogo de tão seca. Campos Salinos: gramíneas e herbáceas. Pantanal: épocas do ano presença de áreas inundadas. Diversidade Número absoluto de espécies em uma comunidade (riqueza de espécies) Abundância relativa das espécies (mais distribuída a abundância, maior a diversidade) Equitabilidade: quão homogêneas são as abundâncias das diferentes espécies. Dominância: quão representativa é uma espécie para a comunidade (maior dominância, menos diversa a comunidade). Padrões de Riqueza Gradiente latitudinal: Mais diverso na faixa tropical, ou seja, quanto mais próximo do equador, maior o número de espécies; Exceções: pinguins, urso polar, leões-marinhos, papagaios do mar (este só no norte). Gradiente Altitudinal: baixas altitudes, maior diversidade/riqueza (mas não é um padrão, então não pode dizer que a quantidade é maior em baixas altitudes) Gradiente de Profundidade: lagos e mares (não há um padrão certo) Área/Espécies: padrão foi mais estudado em ilhas (ambientes isolados como montanhas, lagos e fragmentos florestais, não apenas terras circundadas por água). Quanto maior a área, mais espécies. Quanto mais próxima dos continentes, maior a quantidade de espécies. Teoria do Equilíbrio Mac Arthur e Wilson (1962-1963) Área/Isolamento: taxas de imigração e extinção O número de espécies entre a taxa de imigração e a taxa de extinção. Como a taxa de imigração pode influenciar a riqueza nas ilhas? Quanto mais distante, menor a riqueza. Composição de espécies não é estática podendo variar Taxa de substituição (turnover)
Variação na relação espécie-área O número de espécies aumenta pela área ou pela maior diversidade de habitats? Maior diversidade de habitats, mas a área para alguns animais também influencia. Exemplos: morcegos – área mais importante que a diversidade de habitat; anfíbios – diversidade de habitat é mais importante que a área. Hipótese para a maior riqueza nos trópicos ENERGIA + TEMPERATURA ALTA + ÁGUA = PRODUTIVIDADE 1) Produtividade: quanto maior a energia utilizável, maior será o número espécies que podem ser suportadas e, maior será a especialização das espécies coexistentes. Interação entre a disponibilidade de água e energia: explica grande parte dos gradientes latitudinais de riqueza de organismos. a) Diretamente: condições de sobrevivência b) Indiretamente: produtividade primária Regiões mais frias: animais – energia é mais limitante; plantas – tanto água como energia são limitantes. Nos trópicos e regiões temperadas mais quentes: animais e plantas – água é mais limitante. A produtividade pode influenciar a predominância pode influenciar a predominância de uma espécie e a exclusão de outra, isso pode ser chamado de paradoxo do enriquecimento. A produtividade é importantíssima, mas outros fatores podem influencia sobre a riqueza de um ecossistema. 2) Heterogeneidade ambiental: ambientes estruturalmente mais complexos permitem a maior especialização. 3) Interações interespecíficas: competição, predação ou mutualismo promovem a coexistência e a especialização. Pressão de predação pode causar alteração nos mecanismo de defesa das presas, como camuflagem ou defesa química e mimetismo. 4) Severidade: habitam isolados, efêmeros ou fisicamente extremos exibem tacas de colonização mais baixas ou taxas de extinção mais altas. O fator mais importante? Não há, é uma combinação dos fatores. Explicação dos gradientes altitudinais Área Maior produtividade, maior a temperatura. Precipitação aumento com a altitude; produtividade mais alta em condições fisiológicas menos estressantes. (esquerda). “limites rígidos”: meio gradiente, condições “ideiais para as espécies. (direita)
Sucessão Ecológica Sequência de mudanças iniciadas por uma perturbação (evento relativamente discreto que altera a estrutura de comunidades e/ou disponibilidade de recursos e/ou de substrato e/ou ambiente físico. Pioneiras: plantas que “colonizam” a região primeiro; Comunidade clímax: há menos variação. Sere: cada série sucessional
Sucessão primária: desenvolvimento da comunidade em habitats recentemente formados e inicialmente desprovidos de qualquer tipo de planta (exemplo: formação de ilhas vulcânicas, vulcão em erupção, dunas, degelo) Sucessão secundária: regeneração de uma comunidade após a perturbação (exemplo: campos abandonados, queda de árvores, alterações climáticas, queimadas).
Características biológicas Característica Número de sementes Tamanho das sementes Dispersão Viabilidade da semente Taxa de crescimento Tamanho na maturidade Tolerância à sombra
Inicial Muitas Pequena Alada, presa em animais Longa, latente no solo Rápida Pequeno Baixa
Tardia Poucas Grande Gravidade, ingestão por animais Curta Lenta Grande Alta
Banco de sementes e dormência Seja rico; Dormência de sementes “iniciais” quebradas por fogo ou luz; Importância dos animais na sucessão das comunidades vegetais. Estrutura de comunidade Diversidade; Níveis tróficos; Espécies-chaves/espécies dominantes. Teia trófica: modelos conceituais das interações entre os organismos em uma comunidade; Cadeia trófica: simples sequência de organismos e suas interações tróficas Rede trófica: cadeias tróficas integradas Adicional: Espécie generalista – usa relativamente uma larga proporção ou todos os tipos de recursos disponíveis; espécie especialista - usa relativamente uma pequena proporção ou apenas um dos tipos de recursos disponíveis. Interação direto/indireto
Comensalismo (+): se beneficia de outro sem prejudicá-lo. Exemplo: troncos cortados por castores tinham a maior presença de joaninhas. Os brotos podem oferecer mais nitrogênio, maior concentração de defesas químicas. As joaninhas se desenvolveram mais rápido (10%) e seu tamanho era maior (20%) – (indireto) Mutualismo (+,+): ambos se beneficiam. Exemplo: peixes limpadores e clientes Competição aparente: parece competição, mas não é isso necessariamente. Exemplo: experimento com plantas exóticas e nativas. Com a presença de mamíferos: mamíferos se abrigavam nas plantas
exóticas e se alimentavam das nativas. Sem mamíferos: não tem variação na densidade de nativas nem exóticas. As plantas exóticas promovem o aumento da população de mamíferos que por sua vez diminui a população de plantas nativas.
Espécie introduzida: Alternativa: translocação da população em risco de extinção para outra ilha/área.
Alternância de abundâncias Cascata trófica: série de interações que resultarão em alterações de energia e composição de espécies na comunidade
Estrutura das teias tróficas e a diversidade das espécies Robert Paine (1965,1966) Quanto maior a riqueza em uma teia, maior o número de predadores. Espécie-chave: espécie rara que quando removida da cadeia causa grande impacto (mudança de densidades ou extinções) na comunidade. Obs: impacto não é proporcional a sua densidade e /ou biomassa. Exemplo: Lontra
Aumento de ouriço, baixa densidade de algas
Ouriço
Algas
Menos peixes e cnidários
Modificação de ambiente Elefantes se alimentam principalmente de árvores, destroem o ambiente, favorecem o crescimento de gramíneas. Elefantes são prejudicados, insetos e herbívoros são beneficiados. Espécie dominante Uma espécie com grande biomassa que podem controlar a ocorrência de outras espécies na comunidade; Pode haver uma espécie dominante em cada nível trófico; Remover espécies dominantes pode ou não ter um grande impacto na comunidade. Biomassa Quantidade de matéria orgânica viva/morta. Geralmente diminui com nível trófico;
Heterótrofos Autótrofos
O que faz um decompositor? Mineralização (conversão d elementos na forma orgânica à forma inorgânica). O que faz as plantas? Conversão de elementos na forma inorgânica á forma orgânica.
Conceitos importantes Produtividade primária: taxa de biomassa produzida por unidade de área. Produtividade primária bruta (PPB) Produtividade primária líquida (PPL) Produtividade secundária: taxa de produção de biomassa por organismos heterotróficos, depende da primária. Só é aproveitado 10% da energia que se tem.
10 J 100 J 1000 J
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres COs: 0,03% ar atmosférico 45% dos raios solares podem ser absorvidos Temperaturas altas; Água Nutrientes
Fatores limitantes da produtividade em ambientes aquáticos Radiação solar; Disponibilidade de nutrientes Profundidade. Eficiência de transferência de energia Eficiência de consumo (EC): porcentagem da procutividade de um nível trófico que é consumida pelo nível trófico superior VALORES MÉDIOS Carnívoros – vertebrados Carnívoros - invertebrados 5% floresta 50% - 100% vertebrados 25% invertebrados 25% herbácea 5% invertebrados 50% fitoplancton Eficiência de assimilação (EA): porcentagem de energia no trato digestivo dos consumidores que é assimilada pela parede do trato digestivo e torna-se disponível para ser destinada ao crescimento ou para gerar energia. VALORES MÉDIOS 100% bactérias 20 – 50% herbívoro-detritívoros 80% carnívoros Eficiência de produção (EP): porcentagem de energia assimilada incorporadas à nova biomassa. VALORES MÉDIOS 30 - 40% invertebrados 10% vertebrados ectodérmicos 1-2% vertebrados endotérmicos Eficiência de transferência de energia (ETP) ETP EC x EA x EP
Estudo de Impacto Ambiental O que é impacto ambiental? Qualquer alteração das propriedades físicas, químicas, biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que afetem diretamente ou indiretamente: 1) A saúde, a segurança e o bem estar da população; 2) As atividades sociais e econômicas; 3) A biota; 4) As condições estéticas e sanitárias ambientais; 5) A qualidade dos recursos ambientais.
Esferas de administração União: fixa diretrizes gerais e estabelece as responsabilidades próprias, bem como dos Estados e Municipios. Estados e municípios: fixam normas complementares podendo ser mais restritivas (nunca o contrário) Dispositivos legais para defesa do meio ambiente Ação Civil Pública (ACP): ação de responsabilidade por danos ao meio ambiente que corresponde a um instrumento processual que permite que as pessoas possam propor uma Ação Civil Pública contra terceiro (causadores do dano). o Podem mover uma APC: ministério público, união, estados e municípios, autarquias, empresas publicas, fundações, etc. Ação Popular: estabelece que qualquer cidadão pode ser parte legitima em uma ação judicial para conseguir a invalidação de atos administrativos lesivos ao meio ambiente. Mandado de Segurança: permite que pessoas físicas ou jurídicas, ou entidades com capacidade processual, entrem com ações para proteger o direito individual ou coletivo. Estrutura do sistema nacional do meio ambiente (SISNAMA) 1) Órgão superior: conselho do governo 2) Órgão consultivo e deliberativo: CONAMA 3) Órgão central: ministério do meio ambiente 4) Órgão executor: IBAMA 5) Órgãos seccionais: secretarias estaduais e entidades supervisionadas 6) Órgãos locais: municipais Estudo de impacto ambiental (EIA) Exigência da CF, para instalação de obra ou atividade potencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente. Atividades que exigem a execução de um EIA: 1) Estradas de rodagem com duas ou mais faixas de rolamento; 2) Ferrovias; 3) Portos e terminais de minério, petróleo e produtos químicos; 4) Aeroportos; 5) Oleodutos, gasodutos, troncos coletores e emissários de esgotos sanitários; 6) Linhas de transmissão de energia elétrica, acima de 230kV; 7) Etc. Diretrizes gerais: 1) Contemplar todas as alternativas tecnológicas e de localização de projeto, confrontando-as com a hipótese de não execução do projeto; 2) Identificar e avaliar os impactos gerados na implantação e operação da atividade;
3) Definir a área de influência do projeto, considerando, em todos os casos, a bacia hidrográfica na qual se localiza; 4) Considerar os planos e programas governamentais, propostos e em implantação na área de influência do projeto, e sua compatibilidade. Atividades técnicas a serem desenvolvidas 1) Diagnóstico ambiental da área de influência do projeto completa, considerando: meio físico; meio biológico e os ecossistemas naturais; meio socioeconômico. 2) Análises dos impactos ambientam e de suas alternativas; 3) Definição das medidas mitigadoras dos impactos negativos, entre elas os equipamentos de controle e sistemas de tratamento de despejos, avaliando a eficiência de cada uma delas. 4) Elaboração do programa de acompanhamento e monitoramento. Informações constantes no EIA/RIMA 1) Informações gerais e caracterização do empreendimento; 2) Área de influencia; 3) Diagnóstico ambiental e qualidade ambiental; 4) Fatores ambientais; 5) Análises dos impactos ambientais; 6) Medidas mitigadoras.
