Biologia - Pré-Vestibular Dom Bosco - Ecosistema

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ECOSSISTEMA Com a evolução da ciência percebeu- se que as relações de alimentação ligam os organismos numa entidade funcional única, que é a comunidade biológica (Charles Elton). Mais tarde Tansley percebeu que o ecossistema é uma unidade maior que engloba a comunidade biológica e os fatores abióticos (dependência entre fatores). Lotka foi um químico que percebeu o ecossistema sob o ângulo da termodinâmica. Primeira lei da termodinâmica - nada se perde, nada se cria, tudo se transforma a fotossíntese nas plantas promove a assimilação de dióxido de carbono em compostos orgânicos de carbono. Segunda lei da termodinâmica prediz que nehuma transformação é 100%, sempre ocorre uma perda, ou seja quando um herbívoro consome plantas ele não assimila 100% da energia contida na planta. Lindeman fez uma nova proposta, já em 1942, para a estrutura do ecossistema. Ele usou a noção de ecossistema como unidade fundamental e o conceito de Elton da teia de alimentação, incluindo na base nutrientes inorgânicos. Denominou por níveis tróficos os produtores, herbívoros e carnívoros e também visualizou a pirâmide de energia dentro do ecossistema, denominando de eficiência ecológica a razão da produção de um nível trófico em relação em relação ao nível abaixo dele. A partir de então o interessante era caracterizar a estrutura e funcionamento dos sistemas. Uma grande vantagem é que a partir de então um sistema poderia ser descrito com números, sendo estes utilizados para comparação com outros sistemas. Tornou-se possível medir reciclagem de matéria e o associado fluxo de energia através do ecossistema; outras medidas interessantes são as de assimilação de energia e de eficiências energéticas. Odum retratou os ecossistemas como diagramas de fluxo de energia, sendo a caixa como biomassa (ou seu equivalente energético) e os caminhos representando os fluxos de energia. As relações de alimentação ligam os diagramas de fluxo de energia numa teia alimentar. Medindo o fluxo de elementos temos medidas indiretas de fluxo de energia. O C p. ex. possui forte relação com o conteúdo energético devido a associação via fotossíntese. Os nutrientes regulam a produção primária como o nitrogênio em oceanos abertos, mas o fator limitante pode ser qualquer parâmetro como a água em desertos, onde os produtores dispõe em abundância de luz e minerais. A energia vem da luz do sol, entra no ecossistema e sai como calor; os nutrientes, ao contrário, são reciclados e mantidos dentro do sistema. PRODUÇÃO PRIMÁRIA As plantas capturam a energia luminosa do sol e a transforma em química de ligação nos carboidratos. 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 C 6 H 12 O 6 glicose - para cada grama de C assimilado a planta ganha 39 KJ A partir da glicose a planta elabora óleos, celulose e combinando com nitrogênio, fósforo, enxofre e magnésio formam proteínas, ácidos nucléicos e pigmentos. A produção primária (primária por ser a 1 o posição na cadeia alimentar) pode ser dividida em líquida e bruta. carnívoros herbívoros produtores

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ECOSSISTEMACom a evolução da ciência percebeu-

se que as relações de alimentação ligam os organismos numa entidade funcional única, que é a comunidade biológica (Charles Elton).

Mais tarde Tansley percebeu que o ecossistema é uma unidade maior que engloba a comunidade biológica e os fatores abióticos (dependência entre fatores).

Lotka foi um químico que percebeu o ecossistema sob o ângulo da termodinâmica.

• Primeira lei da termodinâmica - nada se perde, nada se cria, tudo se transforma → a fotossíntese nas plantas promove a assimilação de dióxido de carbono em compostos orgânicos de carbono.

• Segunda lei da termodinâmica prediz que nehuma transformação é 100%, sempre ocorre uma perda, ou seja quando um herbívoro consome plantas ele não assimila 100% da energia contida na planta.

Lindeman fez uma nova proposta, já em 1942, para a estrutura do ecossistema. Ele usou a noção de ecossistema como unidade fundamental e o conceito de Elton da teia de alimentação, incluindo na base nutrientes inorgânicos. Denominou por níveis tróficos os produtores, herbívoros e carnívoros e também visualizou a pirâmide de energia dentro do ecossistema, denominando de eficiência ecológica a razão da produção de um nível trófico em relação em relação ao nível abaixo dele.

• A partir de então o interessante era caracterizar a estrutura e funcionamento dos sistemas. Uma grande vantagem é que a partir de então um sistema poderia ser descrito com números, sendo estes utilizados para comparação com outros sistemas. Tornou-se possível medir reciclagem de matéria e o associado fluxo de energia através do ecossistema; outras medidas interessantes são as de assimilação de energia e de eficiências energéticas.

• Odum retratou os ecossistemas como diagramas de fluxo de energia, sendo a caixa como biomassa (ou seu equivalente energético) e os caminhos representando os fluxos de energia.

• As relações de alimentação ligam os diagramas de fluxo de energia numa teia alimentar.

• Medindo o fluxo de elementos temos medidas indiretas de fluxo de energia. O C p. ex. possui forte relação com o conteúdo energético devido a associação via fotossíntese.

• Os nutrientes regulam a produção primária como o nitrogênio em oceanos abertos, mas o fator limitante pode ser qualquer parâmetro como a água em desertos, onde os produtores dispõe em abundância de luz e minerais.

• A energia vem da luz do sol, entra no ecossistema e sai como calor; os nutrientes, ao contrário, são reciclados e mantidos dentro do sistema.

PRODUÇÃO PRIMÁRIA• As plantas capturam a energia luminosa

do sol e a transforma em química de ligação nos carboidratos.

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

C6H12O6 → glicose - para cada grama de C assimilado a planta ganha 39 KJ• A partir da glicose a planta elabora óleos,

celulose e combinando com nitrogênio, fósforo, enxofre e magnésio formam proteínas, ácidos nucléicos e pigmentos.

• A produção primária (primária por ser a 1o posição na cadeia alimentar) pode ser dividida em líquida e bruta.

carnívoros

herbívorosprodutores

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• A PPB se refere a energia total assimilada pela fotossíntese.

• A PPL se refere a energia acumulada na biomassa incluindo os gastos com crescimento e reprodução.

• PPB - PPL = respiração• Esta respiração se refere a quantidade

utilizada para manutenção e biossíntese.

• A energia utilizada na respiração se torna indisponível para os níveis tróficos superiores.

• Por um lado a produção envolve biomassa e por outro se relaciona com CO2, O2, minerais e água. As medidas de variações de qualquer um destes componentes pode ser utilizada como indicativo ou estimativa das taxas de PPB e PPL.

• As técnicas e metodologias para estimar as taxas de PPB e PPL irão depender do ambiente ou hábitat da planta, forma de crescimento, da espécie objeto de estudo e de fatores tais como quais partes da planta interessam (parte aérea da soja ou tubérculos de determinada variedade de cenoura ou beterraba). As unidades também irão variar em função da metodologia utilizada, p. ex. grama de carbono assimilado, peso seco produzido por folha ou no de folhas produzidas por folha.

• A eficiência fotossintética é a percentagem de energia na radiação incidente que é convertida em PPL. Nas condições em que água e nutrientes não limitam severamente a produção vegetal, a eficiência fotossintética varia entre 1 e 2%. O restante se converte em calor irradiado ou conduzido ou dissipado por evaporação da água da folha (transpiração).

• A razão entre PPL e transpiração (PPL / transpiração) fornece um indicativo da eficiência de transpiração. Normalmente é menor que 2 gramas de produção / 1 kg de água transpirada. Se a quantidade de água disponível reduz, a planta fecha o estômato para não perder água, mas conseqüentemente não consegue captar CO2.

• A taxa de fotossíntese depende então da capacidade da planta em tolerar perda de água, e conseqüentemente cada espécie de planta irá apresentar um ponto de murchamento ou ponto de murcha permanente.

• Os fatores limitantes para a produção podem ser os nutrientes ou um nutriente em especial.

Na Baía de Shinnecock, o pico de fitoplâncton apresentava forte correlação com as concentrações de fósforo (baseando-se somente na análise gráfica), mas experimentos de enriquecimento demonstraram que o real fator limitante era o nitrogênio. Os experimentos de enriquecimento foram feitos adicionando NH3

+ e PO43-.

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fotossíntese(produção bruta)

biossíntese - crescimento tecidual e reprodução (PPL)

metabolismo respiratório( custo da biossíntese e manutenção do tecido)

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METODOLOGIA PARA DETERMINAÇÃO DA PRODUÇÃO

PRIMÁRIA

O método empregado baseia-se nas diferenças das concentrações de oxigênio dissolvido em três frascos diferentes. Um frasco inicial, um frasco claro incubado por determinado período e outro frasco escuro incubado pelo mesmo intervalo nas mesmas condições. Foi utilizada a metodologia proposta por Winkler (1888) para determinação por titulação do oxigênio dissolvido (método iodométrico), de acordo com Golterman e Clymo (1969).

O cálculo da produção primária em mg O2 / m3 / hora pode ser feito com base nos resultados das análises de oxigênio com base nas seguintes fórmulas:C1 = conc. inicial de O2 nas amostrasC2 = conc. de O2 nos frascos escuros após o tempo experimentalC3 = conc. de O2 nos frascos transparentes após o experimentoC1 - C2 = atividade respiratória por unidade

de volume no intervalo de tempo do experimento

C3 - C2 = atividade fotossintética brutaC3 - C1 = atividade fotossintética líquida(C3 - C1) + (C1 -C2) = (C3 - C2) = atividade fotossintética bruta

Após estes cálculos, é necessário fazer a correção para m3/hora.

Em síntese, o método se baseia que:produção do fitoplâncton - respiração de todos os organismos = produção aparente de toda a comunidade

Fatores climatológicos e hidrológicos como energia radiante, precipitação total, penetração de luz e estrutura térmica da coluna d’água interferem na produtividade primária, sendo assim o tempo de incubação pode ser de apenas uma hora a até 24 horas. No presente trabalho optou-se por cinco horas como intervalo experimental, já que o tempo se apresentava um pouco nublado e poderia comprometer a sensibilidade do método em um período curto de exposição. O material foi incubado as 09:00 horas e retirado as 14:00 horas, de um tanque de piscicultura da Estação de Pesquisa e

Desenvolvimento Ambiental de Volta Grande da Companhia Energética de Minas Gerais ( CEMIG ), município de Conceição das Alagoas/MG.

As amostras foram incubadas, em réplica, na superfície e na profundidade do disco de Secchi. As amostras de água para incuba foram coletadas com uma garrafa de Van Dorn e o oxigênio de cada amostra determinado pelo método titulométrico de Winkler.

RESULTADOSO valor obtido para o disco de Secchi

foi de 96 cm, sendo então uma amostra incubada na superfície e outra a aproximadamente um metro de profundidade.

Os resultados obtidos são apresentados abaixo. Aqui todos os valores estão em mg de O2/l em um intervalo de 05 horas.Para a produção primária na superfície, foram obtidos os seguintes resultados:C1 = 4,56 = conc. inicial de O2 nas amostrasC2 = 4,44 = conc. de O2 nos frascos escuros após o tempo experimentalC3 = 8,75 = conc. de O2 nos frascos transparentes após o experimentoC3 - C2 = 4,31 = atividade fotossintética brutaC3 - C1 = 4,19 = atividade fotossintética líquida(C3 - C1) + (C1 -C2) = 4,31 = atividade fotossintética brutaC1 - C2 = 0,12 = atividade respiratória por unidade de volume no intervalo de tempo do experimento

A Tabela 01 apresenta os resultados de produção primária bruta e líquida e respiração na superfície do tanque e a um metro de profundidade.

Os resultados indicam que as taxas de produção primária foram relativamente elevadas e bem superiores nas camadas superficiais.

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Tabela 01. Produção primária bruta, líquida e respiração em duas profundidades de um tanque de piscicultura.

Profundidade PPB PPL Respiração(m) mg O2. M-3.hora-1 mg O2. m-3.hora-1 mg O2. m-3.hora-1

Superfície 862,31 838,49 23,821 m 217,24 143,67 73,57

DISCUSSÃO

Henry (1986) trabalhando com enriquecimento artificial da comunidade planctônica na represa de Barra Bonita, um ambiente que tem apresentado elevadas taxas de eutrofização, obteve taxas de produção primária bruta de até 600 mgO2.m-

3.h-1,aproximadamente, indicando a elevada produção do ambiente. Excetuando-se este tratamento, resultado de enriquecimento, as médias de produção bruta estiveram próximas a 200 mgO2.m-3.h-1. Comparativamente a um tanque de piscicultura, as taxas obtidas no presente trabalho podem ser consideradas elevadas, na ordem de 860 e 840 mgO2.m-3.h-1 para a

produção bruta e líquida respectivamente. Estes resultados foram obtidos com incubas próximas da superfície, enquanto que amostras de um metro de profundidade apresentaram taxas de PPB e PPL de 217,24 e 143,67 mgO2.m-3.h-1, respectivamente.

A produção primária líquida obtida a um metro de profundidade (143,67 mg O2. m-3.hora-1) representou 17,13 % da obtida na superfície (838,49 mg O2. m-3.hora-1). Estes valores foram obtidos, provavelmente, em função da menor penetração de luz a um metro de profundidade, que corresponde, nas condições do estudo, a região de desaparecimento do disco de Secchi, onde geralmente a incidência de luz corresponde a 15 - 20% de incidência na superfície.

Padrões Globais Na Produção Primária• Nos trópicos, a abundância de luz e elevados valores de temperatura media anual associados a

abundante precipitação favorecem a PP, sendo então observados os maiores valores do planeta.

• Em sistemas temperados e árticos com temperaturas baixas e pouca luz observa-se baixos valores de PP.

• Em dada latitude, quando luz e temperatura são constantes, os valores de precipitação apresentam estreita correlação com a produção; mas se a água for escassa e se torna fator limitante, então a produção será maior em climas frios.

• A produtividade dos ecossistemas de floresta, onde a eficiência de uso da água varia entre 0,9 e 1,8 g / kg, é insensível a variação na disponibilidade de água, já que em florestas ocorre um excesso de 500 a 1.000 mm / ano.

• Normalmente o nutriente fósforo limita a produção na água doce e o nitrogênio é o fator limitante nos ambientes marinhos.

CADEIA ALIMENTAR

Os sistemas naturais são constituídos por seres autotróficos e heterotróficos. Os autotróficos são aqueles que produzem seu próprio alimento e os organismos heterotróficos são aqueles que não produzem seus alimentos.

O papel de cada organismo confere ao sistema uma estrutura trófica, determinada pelas relações de alimentação, quando a energia flui pelo sistema e os nutrientes circulam, são reciclados.

De toda energia incidente, 1 a 2% é aproveitada; deste total 15 a 70% é utilizada

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para manutenção, tornando esta parcela não disponível para os consumidores.

Os herbívoros e carnívoros gastam muito mais energia em manutenção e somente 5 a 20% fica disponível para o próximo nível trófico. Essa transferência de energia é denominada de eficiência ecológica ou eficiência da cadeia alimentar.

A produção primária se refere ao primeiro nível trófico; enquanto que produção secundária é a produção (bruta ou líquida) em qualquer nível (que não primário). A produção secundária pode se referir então a herbívoros ou carnívoros.

Todo material que passa pelo tubo digestivo dos animais, normalmente sofre alterações, mesmo que estas sejam somente físicas ou mecânicas. Algumas sementes necessitam de passar pelo tubo digestivo de animais para quebrar a dormência e assim germinam.

A eficiência de assimilação se refere a percentagem entre o total ingerido e a parte realmente assimilada; assim este parâmetro irá variar em função de digestibilidade, eficiência de utilização e especificidade; oscilando entre 15 e 90%.

A eficiência da produção bruta é uma razão entre produção e ingestão, ou seja

Eficiência da produção bruta = produção / ingestão

A eficiência da produção líquida é uma razão entre crescimento + reprodução e assimilação, ou seja

Eficiência da produção líquida = crescimento + reprodução / assimilação

A eficiência da produção líquida é mais baixa em animais cujos custos de manutenção e atividade são maiores, especialmente em vertebrados de sangue quente, com valores entre 1 e 5%; enquanto que para invertebrados menos ativos, a eficiência de produção líquida chega a 45%.

Os herbívoros consomem plantas e eliminam dejetos ricos em matéria e energia. Este material entra na cadeia de detritos. Os detritívoros também consomem restos de plantas e animais.

Apesar da cadeia de detritos consumir muita matéria, a energia equivalente move-se lentamente quando

comparada a energia consumida pelos herbívoros.

A importância relativa das cadeias alimentares de base herbívora ou detritívora varia em função da comunidade alvo, assim em ecossistemas aquáticos os herbívoros predominam na comunidade planctônica e os detritívoros predominam nas florestas, em especial na serrapilheira.

A taxa de fluxo de energia é uma medida que pode ser usada para caracterizar e comparar comunidades diferentes; uma árvore enorme mantém a energia retida por mais tempo que uma erva pequena, mesmo que a taxa de PPB e PPL sejam da mesma ordem de grandeza.

Um aspecto importante é que quanto maior o tempo de residência, maior o armazenamento de energia.

Um lago- volume = 10 litros- vazão = 1 litro/segundo, então - tempo de residência = 10 litros/1

litro/s = 10 segundos.

Fazendo uma analogia é só trocar o lago pelo sistema (ou ecossistema) e a água por energia ou matéria.

Exemplo: as florestas tropicais úmidas produzem 1.800g de matéria seca por ano em um metro quadrado, e possuem biomassa viva de 42.000 g/m2. Assim o tempo de residência da matéria neste sistema é de 23,3 anos; ou seja, serão necessários 23 anos para toda a biomassa ser “trocada” ou reciclada.

Analogamente estima-se o tempo médio de residência na serapilheira. Quanto mais quente e úmido for o ambiente, menor será o tempo de residência e quanto mais frio for o clima, maior será o tempo de residência.

Tendo como base ou unidade fundamental matéria e energia, vários sistemas foram comparados, sendo que alguns padrões gerais foram observados, sendo estes: a eficiência de assimilação aumenta nos

níveis tróficos mais altos, a eficiência de produção bruta e líquida

diminui nos níveis mais altos, e

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a eficiência ecológica permanece mais ou menos constante entre os níveis tróficos em cerca de 10%.

Devido a última observação, sabemos que quanto mais alto um organismo está na cadeia trófica, menor será a quantidade de energia disponível para ele. Comparativamente aos sistemas aquáticos, os sistemas terrestres são mais restritivos e normalmente não observamos mais que quatro níveis tróficos; enquanto que em ambientes aquáticos observamos 5 ou até 6 níveis com o mesmo aproveitamento que o quarto nível em sistemas terrestres. Em oceanos abertos observa-se que o mais alto nível trófico que uma população de consumidores pode se manter é o sétimo nível.

OS CAMINHOS DOS ELEMENTOS NO ECOSSISTEMA

A energia flui pelo ecossistema mas os nutrientes, ao contrário circulam continuamente entre os organismos e o meio físico. A maioria desses nutrientes origina-se nas rochas da crosta ou na atmosfera terrestre, entram no ecossistema, são reutilizados várias vezes pelas plantas e animais antes de se perderem para sedimentos, águas correntes, lençóis de água ou atmosfera.

Em média uma molécula de dióxido de carbono reside na atmosfera por cerca de 8 anos antes de ser reassimilada, embora as plantas possam reciclar o dióxido de carbono quase instantaneamente (p.ex. dentro da copa fechada de uma floresta).

Cada elemento segue uma trajetória única, determinada por suas transformações bioquímicas particulares. Plantas e animais transformam elementos nos seus compostos para fornecer nutrientes que vão construir as estruturas e transportar energia para processos vitais; além disso, os processos que transformam elementos de uma forma em outra devem equilibrar esses processos que restauram a forma inicial.

A longo prazo existe uma tendência de equilíbrio ou estado estacionário no qual a importação de elementos aproximadamente equilibra a exportação.

Usualmente, o ecossistema ganha ou perde nutrientes lentamente, comparado a taxa com que os nutrientes circulam dentro do ecossistema e com o montante que existe no mesmo. O total que existe no ecossistema pode estar dividido em compartimentos e a maior parte está no compartimento denominado reservatório. Reservatório é um recipiente ou compartimento onde se acumulam determinados elementos ou substâncias químicas. O ar atmosférico é o maior reservatório de nitrogênio.

Na ciclagem dos elementos, as vezes observamos desequilíbrios, quando os elementos acumulam-se ou são removidos do sistema.

Por exemplo, durante os períodos de formação de carvão, a matéria orgânica morta acumula-se em sedimentos de lagos, pântanos (áreas alagadas) e mares rasos onde as condições anaeróbicas desaceleram sua decomposição pelos microrganismos.

Em outros casos, devido a atividades antrópicas, ou não, pode-se observar retirada substancial de elementos de seus respectivos reservatórios, a erosão pode p. ex. “lavar” camadas de solo carregadas de nutrientes. Em uma mineração ou extração de compostos de seus respectivos reservatórios também observamos desequilíbrios significativos nos ecossistemas.

As transformações dos elementos podem ser assimilativas ou desassimilativas, p. ex. no ciclo do carbono a fotossíntese é responsável pela incorporação do carbono na biomassa (dióxido de carbono → carboidratos). A respiração é um processo desassimilativo, que através da oxidação libera energia e converte o carbono orgânico em sua forma inorgânica disponível.

Em algumas transformações, os processos são meramente físico-químicos. Reações podem se desenvolver no ar, solo ou água. O intemperismo da rocha matriz (ou mãe) libera certos elementos, como potássio, fósforo e silício para o ecossistema. Outros processos, tais como a sedimentação do carbonato de cálcio nos oceanos para depósitos profundos, retira elementos de circulação e os incorpora na crosta da Terra, onde podem permanecer presos por eras.

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A maioria das transformações de energia está associada com a oxidação bioquímica e a redução do carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Em cada caso, uma transformação liberadora de energia (oxidação) se relaciona com uma transformação consumidora de energia (redução). A transformação assimilativa do carbono na fotossíntese é uma redução.

Normalmente a oxidação libera mais energia do que a redução consome, e o saldo escapa como calor, esta perda se relaciona com a segunda lei da termodinâmica.

MODELOS DE COMPARTIMENTO DO ECOSSISTEMA

Os elementos se apresentam no ecossistema de várias formas diferentes, cada forma ocupando um compartimento. As transformações químicas ou bioquímicas são fluxos de elementos entre os compartimentos.

O carbono ocorre como dióxido de carbono na atmosfera e na água, como íons carbonato e bicarbonato dissolvidos, como carbonatos em sedimentos e ainda em todas as moléculas orgânicas.

A fotossíntese transporta o carbono do compartimento do dióxido de carbono para aquele contendo formas orgânicas (assimilação); a respiração o traz de volta (desassimilação). O compartimento de carbono orgânico tem muitos subcompartimentos: animais, plantas, microrganismos e detritos. Além desses grandes compartimentos podemos ter vários outros como na idéia de “conjunto”. Dentro

de animais podemos Ter em ambientes terrestres ou aquáticos várias formas de agrupamento como herbívoros, fragmentadores, planctônicos, relacionados a níveis taxonômicos, etc.

A herbivoria, a predação e a decomposição transportam o carbono entre esses compartimentos.

A ciclagem ou circulação dos nutrientes pode ocorrer com elevadas taxas de fluxo ou ciclagem entre alguns compartimentos ou podem ser bastante lentos. A velocidade das transformações pode estar associada com o compartimento; p. ex. a velocidade de ciclagem de elementos de depósitos antigos como vassa de foraminíferos ou turva somente irá ocorrer mediante lentos processos geológicos de elevação e erosão.

Poluição, eutrofização de corpos e cursos de água ou aquecimento global “pode” se resultado de alteração de fluxo entre compartimentos.

Com base nestas idéias e nestes compartimentos observamos ciclos biogeoquímicos específicos para cada elemento (essencial ou não). Devido a similaridade química elementos não essenciais podem participar ou “entrar” em ciclos biogeoquímicos específicos.

Ciclo biogeoquímico – seqüência de processos através dos quais qualquer elemento químico é transferido periodicamente entre componentes bióticos e abióticos.

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Um triste recordeConcentração de dióxido de carbono na atmosfera cresce em ritmo nunca antes observado

A quantidade de dióxido de carbono (CO2) presente na atmosfera está aumentando rapidamente, segundo mostra uma equipe internacional de pesquisadores. Eles verificaram que a concentração de CO2 atmosférico, que era de 280 partes por milhão (ppm) no começo da Revolução Industrial, alcançou 381 ppm em 2006 – o maior índice dos últimos 650 mil anos. Entre 2000 e 2006, o aumento dessa concentração foi 35% acima do que se esperava e alcançou uma taxa nunca antes observada.

O crescimento acelerado da economia mundial, em especial em países como a China, é um dos fatores por trás do aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera (fotos: Csiro).

O nível de emissões de carbono aumentou em média 1,93 ppm por ano entre 2000 e 2006. Naquele ano, foram emitidas 9,9 bilhões de toneladas de carbono, ou 35% mais do que as emissões medidas em 1990. Os dados foram publicados esta semana na revista PNAS pela equipe de Josep Canadell, da Universidade de East Anglia, na Inglaterra.

Os resultados mostram que a atmosfera da Terra está acumulando dióxido de carbono mais rapidamente do que se esperava, apesar dos esforços para a conscientização da população para o risco das mudanças climáticas, contemplado com o Nobel da paz deste ano . Se a concentração atmosférica de CO 2 continuar aumentando no ritmo atual, os impactos catastróficos do aquecimento global poderão ser sentidos muito antes do que se previa.

O aumento do CO 2 atmosférico se deve em parte ao crescimento acelerado da economia mundial e ao uso intensivo de combustíveis fósseis nos últimos anos. Mas os autores atribuem o aumento a um outro fator. Segundo eles, florestas e oceanos, que funcionam como ralos ou sumidouros de carbono, não conseguem mais absorver a poluição atmosférica produzida pela atividade humana de forma eficiente.

“Descobrimos que a eficiência dos sumidouros naturais para capturar carbono está declinando”, conta Canadell à CH On-line . “Há 50 anos, para cada tonelada de CO 2 emitida na atmosfera, os sumidouros removiam 600 quilos. Hoje, somente 550 quilos são retirados e esse número continuará diminuindo no futuro”, prevê.

A equipe de Canadell analisou a quantidade de dióxido de carbono emitido por combustíveis fósseis e pela produção de cimento, que chega a representar cerca de 7% das emissões industriais de carbono. O grupo levou em conta ainda a emissão e absorção de carbono pelos oceanos e ecossistemas, além de analisar outros fatores que poderiam influenciar a aceleração de concentrações do CO 2 atmosférico, como as mudanças no uso da terra e desmatamentos.

Balanço negativoO índice de CO 2 na atmosfera reflete o balanço entre as emissões de carbono geradas pela

atividade humana e a dinâmica de emissão e absorção do carbono realizada pelos oceanos e ecossistemas, processo que se auto-regulava antes do aumento das emissões feitas pelo homem. Hoje, esse mecanismo não consegue mais absorver quantidades maiores de gás carbônico e é essa diferença que determina a velocidade com que ocorrem mudanças no clima.

“As emissões não diminuem por causa do uso intenso de 8carbono em abastecimento energético para a produção desenfreada de riquezas, principalmente pelo uso de carvão mineral, uma das formas mais secas de produção de energia”, conta Canadell. “Em boa parte, a China, maior economia do mundo, ainda faz uso extensivo de carvão para produzir riqueza”, polemiza o pesquisador.

Os autores atribuem às mudanças de correntes de ar nos oceanos do hemisfério Sul e às secas o declínio da eficiência dos oceanos para capturar carbono da atmosfera.

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As causas da ineficiência dos ralos de carbono foram atribuídas às mudanças de correntes de ar nos oceanos do hemisfério Sul e às secas, fenômenos resultantes do aquecimento global e do buraco na camada de ozônio. “Não conhecemos todas as causas, mas sabemos que metade desse mau funcionamento se dá por causa dos ventos que vêm do oeste que diminuem a capacidade de absorção dos oceanos do hemisfério Sul”, arrisca Canadell.

A equipe deve agora analisar melhor as causas do declínio dos sumidouros de carbono terrestres, como as florestas. “Sabemos que grandes secas em todo mundo, inclusive a que ocorreu na Amazônia em 2005, diminuíram bastante a capacidade de absorção de carbono das florestas”, conta Canadell. “Pretendemos investigar melhor como as secas e temperaturas elevadas causadas pelo aquecimento global provocam efeitos significativos no poder terrestre de escoamento de carbono”.

Fabíola Bezerra - Ciência Hoje On-line = 22/10/2007

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