sucessões ecológicas sucessões ecológicas

Produção primaria e fluxo de Produção primaria e fluxo de energia nos ecossistemas energia nos ecossistemas

Algumas características dos Algumas características dos ecossistemas ecossistemas

• Dogma central Da ecologia;Dogma central Da ecologia;

• Capacidade de autoregulaçao e capaz de Capacidade de autoregulaçao e capaz de resistir (dentro de determinados limites) a resistir (dentro de determinados limites) a modificações relativamente significativas modificações relativamente significativas

Outras características dosOutras características dos ecossistemas ecossistemas • É um sistema hierarquizado no qual os elementos É um sistema hierarquizado no qual os elementos

constitutivos são subsistemas estruturados;constitutivos são subsistemas estruturados;• Sistema aberto que mantém intercâmbios de e Sistema aberto que mantém intercâmbios de e

matéria com o meio;matéria com o meio;• Natureza e extensão variáveis;Natureza e extensão variáveis;• Seguem as leis da termodinâmica - podem Seguem as leis da termodinâmica - podem

evoluir para um estado de organização cada vez evoluir para um estado de organização cada vez mais complexo e acumular entropia negativa mais complexo e acumular entropia negativa

Alfred J. Lotka e o conceito Alfred J. Lotka e o conceito termodinâmico termodinâmico

• Alfred J. Lotka (químico) introduziu o Alfred J. Lotka (químico) introduziu o conceito do ecossistema como uma conceito do ecossistema como uma maquina transformadora de energia:maquina transformadora de energia:

- descrita por um conjunto de equações - descrita por um conjunto de equações Representando intercâmbios de matéria e Representando intercâmbios de matéria e

energia entre os seus componentes, e energia entre os seus componentes, e obedecendo princípios termodinâmicos obedecendo princípios termodinâmicos que governam as transformações que governam as transformações energéticas energéticas

• O ecossistema é a unidade O ecossistema é a unidade fundamental em ecologia.fundamental em ecologia.

• No ecossistema, a energia passa por No ecossistema, a energia passa por vários elos ou ligações numa cadeia vários elos ou ligações numa cadeia alimentaralimentar

Modelo de fluxo de energia de Modelo de fluxo de energia de eugene odum eugene odum

• A energia e massa dos elementos A energia e massa dos elementos são «moeda» na analise comparativa são «moeda» na analise comparativa na estrutura e função dos na estrutura e função dos ecossistemas ecossistemas

• O modelo universal de odum pode O modelo universal de odum pode ser aplicado a qualquer algarismoser aplicado a qualquer algarismo

Eficiência ecológica Eficiência ecológica

Só 5% a 20% da energia passa Só 5% a 20% da energia passa de um nível trófico ao de um nível trófico ao seguinte.seguinte.• A energia que chega a um nível A energia que chega a um nível

trófico depende de:trófico depende de:

• Produção primária liquida (a base da Produção primária liquida (a base da cadeia alimentar)cadeia alimentar)

• Eficiência de transferência entre Eficiência de transferência entre níveis tróficos níveis tróficos

• As plantas usam 15% a 70% da As plantas usam 15% a 70% da energia luminosa assimilada para energia luminosa assimilada para processos de manutenção.processos de manutenção.

• Herbívoros e carnívoros usam mais Herbívoros e carnívoros usam mais energia na manutenção: a produção energia na manutenção: a produção de cada nível trófico é só 5% a 20% de cada nível trófico é só 5% a 20% da do nível inferior da do nível inferior

Odum estendeu o seu modelo Odum estendeu o seu modelo para incorporar o fluxo de para incorporar o fluxo de nutrientes nutrientes • A energia entra nos ecossistemas A energia entra nos ecossistemas

como luz e sai como calor (fluxo como luz e sai como calor (fluxo unidireccional)unidireccional)

• Os nutrientes circulam Os nutrientes circulam continuamente entre os continuamente entre os comportamentos orgânicos e comportamentos orgânicos e inorgânicos dois ecossistemas inorgânicos dois ecossistemas

Biomassa Biomassa

Massa de material vivo.Massa de material vivo.

Unidades :energéticas (joules) ou o Unidades :energéticas (joules) ou o peso seco (g, kg, t, etc....) /área ou peso seco (g, kg, t, etc....) /área ou volume volume

Necromasa Necromasa

Biomassa não viva Biomassa não viva

produção primária produção primária

• produção primária produção primária é o processo pelo é o processo pelo qual as plantas, algas e alguma qual as plantas, algas e alguma bactérias (produtores primários) bactérias (produtores primários) capturam a energia química nas capturam a energia química nas ligações dos carbohidratos:ligações dos carbohidratos:

Produtividade primaria Produtividade primaria

• Taxa que a energia/Biomassa é Taxa que a energia/Biomassa é produzida, por unidade de produzida, por unidade de área/volume pelos produtores área/volume pelos produtores primários primários

Como quantificar a energia Como quantificar a energia liquida produzida?liquida produzida?

• ColheitaColheita determinam a matéria determinam a matéria orgânica (seca) acumulada orgânica (seca) acumulada (prod.liquida);(prod.liquida);

• Trocas gasosasTrocas gasosas determinam a determinam a incorporação liquida de CO2 á luz incorporação liquida de CO2 á luz (produção liquida) produção de CO2 ás (produção liquida) produção de CO2 ás escuras (respiração) e produção bruta escuras (respiração) e produção bruta com a sua soma;com a sua soma;

• Carbono radioactivoCarbono radioactivo (14C) (14C) incorporado incorporado

nos sistemas aquáticos… nos sistemas aquáticos…

• A colheita não é prática para A colheita não é prática para pequenos organismos, tais como o pequenos organismos, tais como o fitoplâncton fitoplâncton

• O carbono é demasiado abundante O carbono é demasiado abundante para que possam ser registadas para que possam ser registadas alterações apreciáveis alterações apreciáveis

alternativas alternativas • Garrafas claras e escuras para Garrafas claras e escuras para

determinação de O2 determinação de O2

Factores limitantes da PPFactores limitantes da PP

• Luz Luz

• Agua Agua

• Temperatura Temperatura

• Duração da estação de crescimento Duração da estação de crescimento

• Nutrientes Nutrientes

• CO2CO2

Factores limitantes da PP- Factores limitantes da PP- Luz Luz • As plantas não são geralmente As plantas não são geralmente

limitadas pela Luz quando expostas limitadas pela Luz quando expostas directamente ao Sol directamente ao Sol

• A sombra (por folhas de outras A sombra (por folhas de outras plantas) podem reduzir as taxas plantas) podem reduzir as taxas fotossintéticas abaixo do máximo fotossintéticas abaixo do máximo

• A eficiência fotossintética de um A eficiência fotossintética de um ecossistema é tipicamente 1-2%ecossistema é tipicamente 1-2%

• A energia restante é reflectida ou A energia restante é reflectida ou perdida na forma de calor perdida na forma de calor

Factores limitantes da PP - Factores limitantes da PP - ÁguaÁgua

• A fotossíntese nos ecossistemas A fotossíntese nos ecossistemas terrestres é limitada pela agua:terrestres é limitada pela agua:

• Em condições de Em condições de stressstress de agua, os de agua, os estômas fecham e o intercambio de estômas fecham e o intercambio de gás cessa, parando a fotossíntese. gás cessa, parando a fotossíntese.

Factores limitantes da PP – Factores limitantes da PP – temperatura temperatura

• A temperatura óptima para a fotossíntese A temperatura óptima para a fotossíntese varia de acordo com os sistemas:varia de acordo com os sistemas:

• Cerca de 16º C para a maioria das Cerca de 16º C para a maioria das espécies das zonas temperadas espécies das zonas temperadas

• As taxas fotossintéticas aumentam com a As taxas fotossintéticas aumentam com a temperatura, até um ponto:temperatura, até um ponto:

• As taxas fotossintéticas aumentam com a As taxas fotossintéticas aumentam com a temperatura temperatura

• Consequentemente, a assimilação diminui Consequentemente, a assimilação diminui com a temperatura com a temperatura

Factores limitantes da PP – Factores limitantes da PP – nutrientes nutrientes

• A produção nos sistemas terrestres A produção nos sistemas terrestres pode ser limitada por nutrientes:pode ser limitada por nutrientes:

• os fertilizantes estimulam a os fertilizantes estimulam a produção dos cultivos produção dos cultivos

• N é o elemento limitante mais N é o elemento limitante mais comuns comuns

Produção em sistemas Produção em sistemas aquáticos e semi-aquaticos aquáticos e semi-aquaticos

• As zonas húmidas são As zonas húmidas são frequentemente muito produtivas:frequentemente muito produtivas:

• especialmente devido á sua especialmente devido á sua interface terra – agua interface terra – agua

• A produção nos sistemas aquáticos A produção nos sistemas aquáticos é muito variável:é muito variável:

• Os oceanos são poucos produtivos Os oceanos são poucos produtivos

( limitação por nutrientes) ( limitação por nutrientes)

A porpoçao da PP que circula ao longo de A porpoçao da PP que circula ao longo de cada percurso e energético depende de cada percurso e energético depende de

eficiência de transferênciaeficiência de transferência

• os padrões de fluxo de E podem se os padrões de fluxo de E podem se previstos através da:previstos através da:

• Eficiência de consumo (EC)Eficiência de consumo (EC)

• Eficiência de assimilação (EA) Eficiência de assimilação (EA)