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Profa. Karine Magalhães

Componentes estruturais e funcionais

de um ecossistema

• Comunidades• Fluxo de energia• Ciclagem de nutrientes

Ciclos Biogeoquímicos

Ricklefs, 2003

Ricklefs, 2003A energia movimenta o ciclo de matéria

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Profa. Karine Magalhães Ciclos Biogeoquímicos

Os elementos ciclam na biosfera entre os compartimentos

(reservatórios) abióticos e na biomassa animal e

vegetal

107 elementos químicos → de 30 a 40 são necessários à vida

Tipos de reservátorio e tempo de reciclagem

Todo material cicladojá está na biosfera Ciclo biogeoquímico

Bio – organismos vivosGeo - depósitos

Químico- elementos

Processos biológicosMais rápidos e mais intensos

Processos geológicosmenos rápidos e menos intensos

Compostos orgânicos Indiretamente disponíveis(turfa, carvão e óleo)

Compostos inorgânicos Indiretamente disponíveis(Calcário, vários minerais)

Detritos

Micróbios

Animais

Bactérias autotróficas,Plantas e algas

Erosão, queima deCombustíveis fósseis

Respiração, dissimilaçãoE excreção, lixiviação

Assimilação,fotossíntese

Atmosfera

Sedimento

Água

SoloIntemperismo

Formação deRochas

sedimentares

Erosão

Form

as o

rgân

icas

Form

as in

orgâ

nica

s

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Profa. Karine MagalhãesTipos de ciclo

• Ciclos gasosos –Deposito na atmosfera, apresentam mecanismos de auto-regulaçãoExemplos: Nitrogênio e oxigênio

• Ciclos sedimentares –Depósitos na crosta terrestreExemplos: Cálcio e fósforo

• Ciclos mistos: Ambos depósitosExemplos: água e enxofre Ciclo da água

Ciclo do fósforo

Ciclo do oxigênio

O homem e a ciclagem de nutrientes

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Profa. Karine Magalhães

Energia* Luz* Combustíveis* Matéria orgânica(sob a forma de alimento)Materiais* Água* Matéria orgânica(sob a forma de alimento)* Matéria prima* Oxigênio

Entradas Quantidade de reciclagem Saídas

Energia* Calor* Calor

* Matéria orgânica(sob a forma de resíduo)

Materiais* Água

* Matéria orgânica(sob a forma de resíduo)

* Dejetos industrais* Dióxido de carbono

Ecossistema urbano

Muito pouca reciclagem

Energia* Luz* Matéria orgânica

Materiais* Principalmente água* Matéria orgânica

Entradas Quantidade de reciclagem Saídas

Energia* Calor

* Matéria orgânica

Materiais* Principalmente água

* Matéria orgânica

Ecossistema natural

Muita reciclagem

Decomposição

Energia* Luz* Matéria orgânica

Materiais* Principalmente água* Matéria orgânica

Entradas Quantidade de reciclagem Saídas

Energia* Calor

* Matéria orgânica

Materiais* Principalmente água

* Matéria orgânica

Agroecossistema

pouca reciclagem

Decomposição

* Pesticidas* Fertilizantes

* Pesticidas

* Fertilizantes

Ecossistemas culturais e naturais

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Profa. Karine MagalhãesCiclo da ÁguaImportânciaPrincipal componente dos seres vivos (70 a 90%), solvente universal, fotossíntese, processos celulares, clima, distribuição dos organismos, regulação térmica, biomas

ReservatórioAtmosférica pequena porém com altas taxas de reposição

Como está distribuída a água na Terra:97,2% águas dos oceanos e mares2,15% águas de geleiras e icebergs polares0,63% águas disponíveis para consumo (8,5 milhões km³)DESTAS 0,63% ÁGUAS PARA CONSUMO1,5% rios, lagos e cursos d'água48% água subterrânea até 800m de profundidade49% água subterrânea abaixo de 800m de profundidade0,8% água contida no solo (umidade)0,7% vapor d'água na atmosferaO BRASIL E A ÁGUA14% das águas doces do mundo40% da água consumida é desperdiçada10% do esgoto gerado é tratado23,8% não têm água encanada (36 milhões de brasileiros)51,8% de domicílios urbanos não têm esgoto (16,3 milhões)

A ÁGUA NA NATUREZA

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Profa. Karine MagalhãesCiclo da Água

ProblemasContaminaçãoFalta de vegetação e pavimentação do soloUso de águas subterrâneas

Precipitação9.000 km3

Precipitação sobre continente110.000 km3

Evaporação9.000 km3

Geleiras

Evaporação dos oceanos502.800 km3

Precipitação nos oceanos

458.000 km3

Evaporação nos continentes 65.200 km3

Área dos oceanos

361.000 km3

Vapor d’água para a atmosfera

Vapor d’água na atmosfera

Descarga de rios 42.600 km3

Escorrimento subterrâneo2200 km3

Fluxo de água nova

Descargas subterrâneas 119.000 km3

Descarga de áreas fechadas 30.000 km3

Importância da vegetação no ciclo

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Profa. Karine MagalhãesCiclo do CarbonoImportânciaPrincipal constituinte da matéria orgânica (Cerca de 49% do peso seco orgânico)

ReservatórioRochas, carbonatos e dissolvido na água. Pouco na atmosfera.

Processos

Assimilação/Desassimilação

6CO2 + 6h2O + Energia Solar → C6H12O6 + 6O2

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6h2O + 640Kcal

Troca CO2 entre água e ar

Sedimentação

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Profa. Karine Magalhães

ProblemasQueima de combustíveis fosseis

Desmatamentos

⇓Efeito estufa

Mudanças no nível do marMudanças nos padrões de precipitação

Prejuízos econômicos

Ciclo do Carbono

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Profa. Karine Magalhães

Porque se preocupar com os níveis de CO2na atmosfera?

Problemas

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Profa. Karine MagalhãesCiclo do FósforoImportânciaComponente dos ossos, dentes, DNA e RNA

ReservatórioLitosfera

Chuva

Plantas

AnimaisFósforo

Decompositores

Dissolução

Precipitaçãoquímicaedecantação

sedimentação

Ressurgimento

Dissolução por lixiviação

Fosfato em solução

Escoamento

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Profa. Karine Magalhães Ciclo do Fósforo

ProblemasEutrofização (detergentes)

O lado inferior (verde) mostra a floração de algas como resultado da adição de fósforo nesse lado da cortina.

Falta de retorno do fósforo para o

continente

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Profa. Karine MagalhãesCiclo do NitrogênioImportânciaContituição das moléculas de proteínas, ácidos nucleícos, enzimas, vitaminas e hormônios

ReservatórioAtmosfera (N2)

Características

Fixação – N2 atmosférico → NO3-

Rhizobium, Azotobacter e cianóficias

Rhizobium

Amonificação – Proteínas → NH3 (decomposição)

Nitrificação – NH3 → NO2- → NO3

-

NitrossomasNitrosococcos

NitrobacterNitrococcos

Denitrificação – NO3- → NO2

- → NO (solos anaeróbicos)

NO → N2O → N2

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Profa. Karine MagalhãesCiclo do Nitrogênio

ProblemasEutrofização

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Profa. Karine Magalhães Ciclo do enxofreImportância composição de aminoácidos

FonteMista

CaracterísticasAfeta o ciclo de outros elementosSe liga ao ferro (condições anaeróbicas) e libera o fósforoReciclagem rápida por ação de microorganismos

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Profa. Karine Magalhães Chuva ácida

http://paginas.terra.com.br/lazer/staruck/chuva_acida_figura.jpg

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Profa. Karine Magalhães

Ciclagem em ambientes tropicais

Base das cadeias alimentares de chaminés hidrotérmicas

Bactérias quimioautotrófas de enxonfre

•Os nutrientes estão na biomassa•Solo com pH baixo, pouca argila•Simbioses

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Profa. Karine MagalhãesCiclagem em ambientes tropicais

O que garante a riqueza de espécies nos solos pobres e águas pobres dos trópicos

-Raízes finas da vegetação que absorve nutrientes mais rápidoImpede as bactérias denitrificantes

- Micorrizas-Folhas perenes, com cutícula grossa e cerosa

Perde menos águaimpede predação

-Folhas com pontas longasdrenam água da chuvareduz lixiviação

- Líquen e AlgasUsam nutrientes das chuvas disponibilizando-os para as folhasLiquens fixam nitrogênio

- Cortiça grossaInibe difusão dos nutrientes do floema para seu xilema

CICLAGEM DIRETAPlanta - Planta