Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia

Fundamentos de Ecologia A

Noções de comunidade; sucessão ecológica; biodiversidade e riqueza de espécies;

biogeografia.

Prof. Dr. Dakir Larara Machado da Silva

DESENVOLVIMENTO DO ECOSSISTEMA

SUCESSÃO ECOLÓGICA

... Quando uma comunidade é vista apenas por um instante, ao longo de dias ou semanas, ela pode parecer ser muito estável, não sendo capaz de modificar características da paisagem.

Entretanto, quando vista por um longo período, as comunidades provam serem dinâmicas. Organismos morrem e outros nascem ocupando seus lugares. Energia e nutrientes fluem ao longo da comunidade.

Se esta não sofrer perturbação estas mudanças ocorrem numa velocidade lenta, mas se for perturbada (floresta cortada, savana queimada, um recife de coral danificado por atividade antrópica ou uma tromba d’água, etc.) é possível a comunidade se regenerar ...

O desenvolvimento do ecossistema é também conhecido como sucessão ecológica e envolve mudanças na repartição de energia, na estrutura das espécies e nos processos da comunidade

É a seqüência de comunidades, desde a colonização até a comunidade clímax para determinado ecossistema.Quando não é interrompida por fatores externos, a sucessão é direcional.

A sucessão é o resultado da modificação do ambiente físico pela comunidade e por interações de competição-coexistência no nível de população ......... ou seja ....... a sucessão é controlada pela comunidade, embora o ambiente físico determine o padrão e a taxa de mudança e limite a extensão do desenvolvimento.

Clímax: comunidade que expressa o máximo de desenvolvimento possível do ecossistema.

Sucessão ecológica nada mais é do que o processo de

substituição de espécies ao longo do tempo

A seqüência completa das comunidades que se substituem em uma determinada área é denominada SERE. As comunidades transitórias durante a sucessão são denominadas estágios serais ou estágios de desenvolvimento.

Estágio Pioneiro: espécies sucessionais iniciais, as quais apresentam altas taxas de crescimento, tamanho pequeno, tempo de vida curto e produção de um grande número de sementes.

Estágio Clímax: estágio terminal ou de maturidade, que persiste por muito tempo na comunidade.

intermediárias

Classificação dos processos sucessionais

-Quanto às forças que direcionam o processo:

Sucessão autogênica (autogerada): mudanças ocasionadas por processos biológicos internos ao sistema – resultante de mudanças pelos próprios organismos. Ex. A transição de um campo de agricultura abandonado até floresta madura - os organismos mudam o ambiente em que vivem e outras espécies da comunidade podem ser beneficiadas ou prejudicadas.

Sucessão alogênica (gerada externamente): direcionamento das mudanças por forças externas ao sistema (mudanças climáticas, tempestades, furacões, a ação do homem, incêndios, processos geológicos, etc)

Exemplo Sucessão autogênica

RochasExpostas

Líquens

Musgos

Gramí-neas

PlantasHerbáceas

Arbustos Árvores jovens

Árvores adultas

Árvores adultas

Sucessão animal = as espécies animais também são substituídas de acordo com o estágio de

sucessão

Exemplo: Sucessão alogênica

Floresta clímax Ocorrência de incêndio

Sementes queimadas germinando e raízes

brotando

Floresta recuperada

Classificação dos processos Sucessionais

-Quanto à natureza do substrato na origem do processo:

Sucessão primária: em substratos não previamente ocupados por organismos. Ex.: afloramentos rochosos, exposição de camadas profundas de solo, depósitos de areia, lava vulcânica recém solidificada)

Sucessão secundária: em substratos que já foram anteriormente ocupados por uma comunidade e, conseqüentemente, contêm matéria orgânica viva ou morta (detritos, propágulos). Ex: clareiras, áreas desmatadas, fundos expostos de corpos de água.

Sucessão Primária

Exemplo: Sucessão Primária

Exemplo: Sucessão Secundária Sucessão

Secundária

Espécies Intermediárias Comunidade Clímax

Fogo Plantas Anuais Gramíneas

Árvores jovens e de crescimento

rápido

Floresta madura –Clímax

ATRIBUTOS DO ECOSSISTEMA Em desenvolvimento Maduro

CONDIÇÕES AMBIENTAIS variável e imprevisível constante ou previsivelmente variável

POPULAÇÕES

Mecanismos de determinação de tamanho populacional abióticos, independentes de densidade bióticos, dependentes de densidade

Tamanho do indivíduo pequeno grandeCiclo de vida curto/simples longo/complexo

Crescimento rápido, alta mortalidade lento, maior capacidade de sobrevivência competitiva

Produção quantidade qualidadeFlutuações + pronunciadas - pronunciadas

ESTRUTURA DA COMUNIDADEEstratificação (heterogeneidade espacial) pouca muita

Diversidade de espécies (riqueza) baixa altaDiversidade de espécies (uniformidade) baixa alta

Diversidade bioquímica baixa altaMatéria orgânica total pouca muita

ENERGÉTICA DA COMUNIDADEPPB/R (respiração) >1 = 1PPB/B (biomassa) alta baixa

PPL alta baixaCadeia alimentar linear (simples) em rede (complexa)

NUTRIENTESCiclo de minerais aberto fechado

Nutrientes inorgânicos extrabióticos intrabióticos

Troca de nutrientes entre organismos e ambiente rápida lenta

Papel dos detritos na regeneração de nutrientes não importante importante

PPB (Produção Primária Bruta) se refere a energia total assimilada pela fotossíntese.

PPL (Produção Primária Líquida) 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 (crescimento tecidual e reprodução).

Clareiras

Sucessão Cíclica

Exemplo: ataque de lagartas ou formigas

cortadeiras

A sucessão é um processo de desenvolvimento do ecossistema e não apenas a simples substituição de espécies;Assim como ocorre uma seqüência de processos de desenvolvimento nos indivíduos ocorre também nos ecossistemas.

Biodiversidade e Padrão global da riqueza de espécies

Biodiversidade – É a riqueza da vida na Terra, os milhões de plantas, animais e microorganismos, os genes que eles contêm e os complexos ecossistemas que eles ajudam a construir no ambiente. A diversidade é o produto que envolve a riqueza, o número de espécies e a equitabilidade dos organismos.

Biodiversidade: comporta 3 elementos!!

1) diversidade genética (variação genética dentro de uma espécie);

2) diversidade das espécies (variedade diferentes de espécies)

3) diversidade de ecossistemas (unidades que permitem a evolução da vida)

Graus de Riqueza1) Ambientes pobres;

2) Ambientes intermediários.

3) Ambientes com megadiversidade;

Padrão latitudinal de riqueza em espécies

• Aumento da riqueza no sentido pólo -> equador;

Variação da riqueza em espécies de formigas em

função da latitude. Dados de KUSNEZOV

(1957) em BEGON et al.

(1997).

RIQ

UEZ

A EM

ESP

ÉCIE

S

LATITUDE NORTE

Padrão latitudinal de riqueza em espécies

• Aumento da riqueza no sentido pólo -> equador;

RIQ

UE Z

A EM

ESP

ÉCIE

S

Variação da riqueza em espécies de lagartos em função da

latitude. Dados de PIANKA (1982) em

BEGON et al. (1997).

LATITUDE NORTE

Padrão latitudinal de riqueza em espécies

• Aumento da riqueza no sentido pólo -> equador;

RIQ

UE Z

A EM

ESP

ÉCIE

S

LATITUDE NORTE

Variação da riqueza em espécies de

aves residentes função da

latitude. Dados de

DOBZHANSKY (1950) em

BEGON et al. (1997).

Diversidade e Riqueza de Espécies

• Aumento da riqueza de áreas frias para quentes.

• Aumento da riqueza de áreas secas para áreas úmidas;

Diversidade e Riqueza de Espécies* Florestas tropicas possuem os maiores

índices de biodiversidade no Globo

Possíveis Causas Deste elevado Gradiente de Diversidade

• “Estabilidade” Climática

Diversidade e Riqueza de Espécies

Dois componentes da diversidade de espécies:

1)Riqueza – baseada no número total de espécies presentes, pode ser expressa como o número de tipos de componentes (espécies, variedades genéticas, categorias de uso da terra e processos biogeoquímicos) por unidade de espaço.

2) Abundância relativa ou componente de repetição das unidades individuais dos diferentes tipos.

Diversidade e Riqueza de Espécies

• A manutenção da diversidade, de moderada a alta, é importante não somente para assegurar que todos os nichos-chave funcionais estejam operando, mas especialmente para manter a redundância e a resiliência no ecossistema;

• Ou ainda para precaver-se contra momentos estressantes que podem ocorrer no futuro.

• Conceito de equitabilidade ou uniformidade indica como o numero de indivíduos esta distribuído.

Domínios Biogeográficos e Noções de Biogeografia

Domínios Biogeográficos e Noções de Biogeografia

A capacidade suporte é o potencial de um meio em suprir todas as necessidades de uma comunidade. Os fatores limitantes, o potencial biótico, a capacidade suporte e também as relações ecológicas são fundamentais para se compreender e estudar a dinâmica da população de uma espécie e também o processo da sucessão ecológica.